JP6658551B2 - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same - Google Patents

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Description

本発明は、非水系電解液、及びそれを用いた非水系電解液二次電池に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.

電子機器の急速な進歩に伴い、二次電池に対する高容量化への要求が高くなっており、エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池等の非水系電解液電池が広く使用され、また活発に研究されている。   With the rapid progress of electronic equipment, the demand for higher capacity of secondary batteries is increasing, and non-aqueous electrolyte batteries such as lithium ion secondary batteries with high energy density are widely used and actively researched. Have been.

非水系電解液電池に用いる電解液は、一般に、主として電解質と非水溶媒とから構成されている。リチウムイオン二次電池の電解液としては、LiPF6等の電解質を、環状カーボネート等の高誘電率溶媒と、鎖状カーボネート等の低粘度溶媒との混合溶媒に溶解させた非水系電解液が用いられている。In general, an electrolyte used for a non-aqueous electrolyte battery is mainly composed of an electrolyte and a non-aqueous solvent. As the electrolyte of the lithium ion secondary battery, a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte such as LiPF 6 is dissolved in a mixed solvent of a high dielectric constant solvent such as a cyclic carbonate and a low viscosity solvent such as a chain carbonate is used. Have been.

リチウムイオン二次電池は、充放電を繰り返すと、電解質が電極上で分解したり、電池を構成する材料の劣化などが起き、電池の容量が低下する。また、場合によっては電池の膨れや破裂などに対する安定性が低下する可能性もある。   In a lithium ion secondary battery, when charge and discharge are repeated, the electrolyte is decomposed on the electrode, the material of the battery is deteriorated, and the capacity of the battery is reduced. In some cases, the stability of the battery against swelling or rupture may be reduced.

これまでに、特定の非水系電解液を使用することで、リチウムイオン二次電池の電池特性を改善する方法が提案されている。例えば、特許文献1では、マレイミドまたはその誘導体が含有されている電解液を用いることで、リチウム金属と電解液の反応を抑制し、リチウム電池を60℃で2か月保存した時の自己放電率が向上することが報告されている。特許文献2ではマレイミドなどの化合物およびビニレンカーボネートを含有する電解液を用いることで、シリコン負極の充放電効率が改善することが報告されている。特許文献3ではマレイミド系化合物と、分子量が1000未満のヒドロキシル基を含む化学種を0.05重量%〜5重量%含有する電解液を用いることで、電池の充放電効率が改善することが報告されている。   Heretofore, there has been proposed a method for improving the battery characteristics of a lithium ion secondary battery by using a specific non-aqueous electrolyte. For example, in Patent Document 1, the use of an electrolytic solution containing maleimide or a derivative thereof suppresses the reaction between lithium metal and the electrolytic solution, and the self-discharge rate when the lithium battery is stored at 60 ° C. for 2 months. Is reported to improve. Patent Document 2 reports that the use of an electrolytic solution containing a compound such as maleimide and vinylene carbonate improves the charge and discharge efficiency of a silicon negative electrode. Patent Document 3 reports that the charge and discharge efficiency of a battery is improved by using a maleimide-based compound and an electrolytic solution containing 0.05% to 5% by weight of a chemical species containing a hydroxyl group having a molecular weight of less than 1000. Have been.

特開平11−219723号公報JP-A-11-219723 特開2009−302058号公報JP 2009-302058 A 特開2012−174680号公報JP 2012-174680 A

本発明は、非水系電解液二次電池において、電池を高温環境下で使用した際にガス発生を抑制し、電池の残存容量を向上させる共に、サイクル特性を向上させ、更に放電負荷特性に優れた(ハイレート放電が可能な)電池を製造できる非水系電解液と、それを用いた非水系電解液二次電池を提供することを課題とする。   The present invention, in a non-aqueous electrolyte secondary battery, suppresses gas generation when the battery is used in a high-temperature environment, improves the remaining capacity of the battery, improves the cycle characteristics, and further has excellent discharge load characteristics. It is another object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte capable of producing a battery (capable of high-rate discharge) and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.

特許文献1〜3に記載されている発明は、確かに電池の一部の特性の向上に寄与するが、電池の安定性において特に重要であるガス発生については、何ら解決しておらず、さらに電池特性において重要である長期間のサイクル特性が向上することは実証されていなかった。   Although the inventions described in Patent Literatures 1 to 3 certainly contribute to improvement of some characteristics of the battery, gas generation which is particularly important in the stability of the battery has not been solved at all. It has not been demonstrated that long-term cycle characteristics, which are important in battery characteristics, are improved.

本発明者は上記課題を解決するために種々の検討を重ねた結果、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventor has conducted various studies in order to solve the above problems, and as a result, has found that the above problems can be solved, and has completed the present invention.

即ち、本発明の要旨は、
(1)
金属イオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を有する負極とを備える非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、上記非水系電解液は以下の式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする非水系電解液。
That is, the gist of the present invention is:
(1)
A non-aqueous electrolyte used for a secondary battery, comprising a positive electrode having a positive electrode active material capable of occluding and releasing metal ions, and a negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing metal ions. And a non-aqueous electrolyte solution containing a compound represented by the following formula (1).

Figure 0006658551

(式(1)中、R1〜R16は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、−O−L1、及び−SO2−L2で表される基のうち、いずれかを表す。L1およびL2は、炭化水素基を示す。
1〜A5は、それぞれ独立に、2価の炭化水素基、ヘテロ原子、またはヘテロ原子を有する基を表す。
1〜n4はそれぞれ0以上の整数を表す。但しn1〜n4が全て0である場合、R3〜R6,R11〜R14のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
(2)
前記式(1)で表される化合物が、式(2)で表される化合物または式(3)で表される化合物であることを特徴とする(1)に記載の非水系電解液。
Figure 0006658551

(In the formula (1), R 1 to R 16 are each independently any one of groups represented by a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, —OL 1 , and —SO 2 —L 2 L 1 and L 2 represent a hydrocarbon group.
A 1 to A 5 each independently represent a divalent hydrocarbon group, a hetero atom, or a group having a hetero atom.
n 1 to n 4 each represent an integer of 0 or more. However, when n 1 to n 4 are all 0, at least one of R 3 to R 6 and R 11 to R 14 represents a group other than a hydrogen atom. )
(2)
The non-aqueous electrolyte according to (1), wherein the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the formula (2) or a compound represented by the formula (3).

Figure 0006658551

(式(2)中、R17〜R26は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、−O−L1、及び−SO2−L2で表される基のうち、いずれかを表す。L1およびL2は、炭化水素基を示す。R17〜R24のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
Figure 0006658551

(In the formula (2), R 17 to R 26 each independently represent any one of a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, —OL 1 , and a group represented by —SO 2 —L 2 .L 1 and L 2 represents a at least one of the .R 17 to R 24 that represents a hydrocarbon group represents a group other than a hydrogen atom.)

Figure 0006658551

(式(3)中、R27〜R44は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、−O−L1、及び−SO2−L2で表される基のうち、いずれかを表す。L1およびL2は、炭化水素基を示す。)
(3)
前記式(1)で表される化合物の含有量が、非水系電解液において、0.01質量%以上5質量%以下であることを特徴とする(1)に記載の非水系電解液。
(4)
前記式(1)で表される化合物において、R1〜R16が水素原子またはアルキル基であることを特徴とする(1)乃至(3)の何れか一項に記載の非水系電解液。
(5)
非水系電解液中の水分量が質量40ppm以下であることを特徴とする(1)乃至(4)の何れか一項に記載の非水系電解液。
(6)
更に炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート及びフッ素原子を有する環状カーボネートのうち、少なくとも一方を含有することを特徴とする(1)乃至(5)の何れか一項に記載の非水系電解液。
(7)
更にニトリル化合物を含有することを特徴とする(1)乃至(6)の何れか一項に記載の非水系電解液。
(8)
金属イオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を有する負極と、非水系電解液を備える非水系電解液二次電池であって、(1)乃至(7)の何れか一項に記載された非水系電解液を使用することを特徴とする非水系電解液二次電池。
Figure 0006658551

(In the formula (3), R 27 to R 44 are each independently any one of a group represented by a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, —OL 1 , and —SO 2 —L 2 .L 1 and L 2 represents a represents a hydrocarbon group.)
(3)
The non-aqueous electrolyte according to (1), wherein the content of the compound represented by the formula (1) is 0.01% by mass or more and 5% by mass or less in the non-aqueous electrolyte.
(4)
The non-aqueous electrolyte according to any one of (1) to (3), wherein in the compound represented by the formula (1), R 1 to R 16 are a hydrogen atom or an alkyl group.
(5)
The non-aqueous electrolyte according to any one of (1) to (4), wherein the amount of water in the non-aqueous electrolyte is 40 ppm or less by mass.
(6)
The nonaqueous electrolytic solution according to any one of (1) to (5), further comprising at least one of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a cyclic carbonate having a fluorine atom. .
(7)
The non-aqueous electrolyte according to any one of (1) to (6), further comprising a nitrile compound.
(8)
A non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode having a positive electrode active material capable of occluding and releasing metal ions, a negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing metal ions, and a non-aqueous electrolyte solution, A non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte described in any one of 1) to (7).

本発明によれば、電池を高温環境下で使用した際にガス発生を抑制し、電池の残存容量を向上させる共に、サイクル特性を向上させ、更に放電負荷特性に優れた(ハイレート放電が可能な)非水系電解液二次電池を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when using a battery in a high temperature environment, it suppresses gas generation, improves the remaining capacity of a battery, improves the cycle characteristics, and further excels in discharge load characteristics (high-rate discharge is possible. ) A non-aqueous electrolyte secondary battery can be obtained.

以下に、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、以下に記載する説明は本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明は請求項に記載の要旨を超えない限り、これらの内容に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. However, the following description is an example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents unless it exceeds the gist of the claims.

〔1.非水系電解液〕
本発明の非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様に、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含有し、特定の構造を有するビスマレイミド化合物を含有することを主たる特徴とする。
[1. Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention, like a general non-aqueous electrolyte solution, contains an electrolyte and a non-aqueous solvent that dissolves the electrolyte, and is characterized mainly by containing a bismaleimide compound having a specific structure. .

〔1−1.特定の構造を有するビスマレイミド化合物〕
本発明に用いるビスマレイミド化合物(以下、本発明のビスマレイミド化合物とも称する)としては、以下のものが挙げられる。
1−1−1.式(1)で表される化合物
[1-1. Bismaleimide compound having a specific structure]
Examples of the bismaleimide compound used in the present invention (hereinafter, also referred to as the bismaleimide compound of the present invention) include the following.
1-1-1. Compound represented by formula (1)

Figure 0006658551

(式(1)中、R1〜R16は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、−O−L1、及び−SO2−L2で表される基のうち、いずれかを表す。L1およびL2は、炭化水素基を示す。
1〜A5は、それぞれ独立に、2価の炭化水素基、ヘテロ原子、またはヘテロ原子を有する基を表す。
1〜n4はそれぞれ0以上の整数を表す。但しn1〜n4が全て0である場合、R3〜R6,R11〜R14のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
上記、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、これらの内では電池特性に対する向上効果が大きいため、フッ素原子が最も好ましい。
上記、炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基が挙げられ、これらの内では、反応性が適度で抵抗が低いことからアルキル基が最も好ましい。
炭化水素基の炭素数は、本発明の効果が損なわれない限り特に制限はないが、通常、1以上であり、また通常10以下、好ましくは5以下、更に好ましくは3以下である。炭素数が多すぎると分子内の立体障害が大きくなりすぎて、電極表面での反応が起きにくくなるためである。
2価の炭化水素基としては、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基が挙げられる。これらの内では、反応性が適度で抵抗が低いことからアルキレン基が最も好ましい。アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、およびそれらの水素原子の一部または全部がアルキル基に置換された基が挙げられ、これらの内ではメチレン基、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基が抵抗が低いことから好ましい。
ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子が挙げられ、酸素原子を用いると、正極での反応性が好適となるため好ましい。
ヘテロ原子を有する基としては、−SO2−基、−CO2−基、−OCO2−基、−O−CH2−基、−CH2−O−CH2−基、−OCH2CH2O−基などが挙げられる。これらの中では、−SO2−基、−CO2−基、−OCO2−基、が負極上での反応性を向上させられるため好ましい。
Figure 0006658551

(In the formula (1), R 1 to R 16 are each independently any one of groups represented by a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, —OL 1 , and —SO 2 —L 2 L 1 and L 2 represent a hydrocarbon group.
A 1 to A 5 each independently represent a divalent hydrocarbon group, a hetero atom, or a group having a hetero atom.
n 1 to n 4 each represent an integer of 0 or more. However, when n 1 to n 4 are all 0, at least one of R 3 to R 6 and R 11 to R 14 represents a group other than a hydrogen atom. )
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Of these, a fluorine atom is most preferable because of a large effect of improving battery characteristics.
Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and an aryl group. Among them, an alkyl group is most preferable because of its moderate reactivity and low resistance.
The carbon number of the hydrocarbon group is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, but is usually 1 or more, and usually 10 or less, preferably 5 or less, more preferably 3 or less. This is because if the number of carbon atoms is too large, steric hindrance in the molecule becomes too large, and a reaction on the electrode surface becomes difficult to occur.
Examples of the divalent hydrocarbon group include an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, and a phenylene group. Of these, alkylene groups are most preferred because of their moderate reactivity and low resistance. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a group in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with an alkyl group. Of these, a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group Is preferred because of its low resistance.
Examples of the hetero atom include an oxygen atom and a sulfur atom, and the use of an oxygen atom is preferable because reactivity at the positive electrode becomes suitable.
Examples of the group having a hetero atom, -SO 2 - group, -CO 2 - group, --OCO 2 - group, -O-CH 2 - group, -CH 2 -O-CH 2 - group, -OCH 2 CH 2 O- group and the like. Among these, a —SO 2 — group, a —CO 2 — group, and a —OCO 2 — group are preferable because reactivity on the negative electrode can be improved.

1−1−2.式(2)で表される化合物
本発明のビスマレイミド化合物としては、以下に説明する式(2)を含むことが好ましい。
1-1-2. Compound represented by Formula (2) The bismaleimide compound of the present invention preferably contains Formula (2) described below.

Figure 0006658551

(式中、R17〜R26は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、−O−L1、及び−SO2−L2で表される基のうち、いずれかを表す。L1およびL2は、炭化水素基を示す。R17〜R24のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
上記、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、これらの内では電池特性の向上効果が大きいため、フッ素原子が最も好ましい。
上記、炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基が挙げられ、これらの内では、反応性が適度で抵抗が低いことからアルキル基が最も好ましい。
炭化水素基の炭素数は、本発明の効果が損なわれない限り特に制限はないが、通常、1以上であり、また通常10以下、好ましくは5以下、更に好ましくは3以下である。炭素数が多すぎると分子内の立体障害が大きくなりすぎて、電極表面での反応が起きにくくなるためである。
17〜R24が全て水素原子であると、化合物の正極上での反応性が低くなり過ぎ、本発明の効果が小さくなるため、R17〜R24のうち少なくとも1つは水素原子以外の基であることが必要である。正極上での反応性を向上させるため、R17〜R24のうち少なくとも2つは水素原子以外の基であることが好ましく、R17〜R24のうち少なくとも3つは水素原子以外の基であることが更に好ましく、R17〜R24のうち少なくとも4つは水素原子以外の基であることが最も好ましい。
式(2)で表される具体的な化合物としては、以下のものなどが挙げられる。なお、Meはメチル基を示す。これらの中でも、化合物2−1、化合物2−2、化合物2−8、化合物2−10、化合物2−11が正極表面での反応性が適度であるため、本発明の効果を適切に発現できるため好ましい。
Figure 0006658551

(In the formula, R 17 to R 26 each independently represent any of a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, —OL 1 , and a group represented by —SO 2 —L 2 . L 1 and L 2 each represent a hydrocarbon group, and at least one of R 17 to R 24 represents a group other than a hydrogen atom.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these, a fluorine atom is most preferable because the effect of improving battery characteristics is large.
Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and an aryl group. Among them, an alkyl group is most preferable because of its moderate reactivity and low resistance.
The carbon number of the hydrocarbon group is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, but is usually 1 or more, and usually 10 or less, preferably 5 or less, more preferably 3 or less. This is because if the number of carbon atoms is too large, steric hindrance in the molecule becomes too large, and a reaction on the electrode surface becomes difficult to occur.
When all of R 17 to R 24 are hydrogen atoms, the reactivity of the compound on the positive electrode becomes too low, and the effect of the present invention is reduced. Therefore, at least one of R 17 to R 24 is other than a hydrogen atom. Group. To improve the reactivity of the positive electrode, it is preferable that at least two of R 17 to R 24 is a group other than a hydrogen atom, at least three non-hydrogen atom group of R 17 to R 24 More preferably, at least four of R 17 to R 24 are most preferably a group other than a hydrogen atom.
Specific examples of the compound represented by the formula (2) include the following. Me represents a methyl group. Among them, Compound 2-1, Compound 2-2, Compound 2-8, Compound 2-10, and Compound 2-11 have appropriate reactivity on the positive electrode surface, so that the effects of the present invention can be appropriately exhibited. Therefore, it is preferable.

Figure 0006658551
Figure 0006658551

1−1−3.式(3)で示される化合物
本発明のビスマレイミド化合物としては、以下に説明する式(3)で表される化合物の少なくとも1種を含むことが好ましい。
1-1-3. Compound represented by Formula (3) The bismaleimide compound of the present invention preferably contains at least one compound represented by Formula (3) described below.

Figure 0006658551

(式中、R27〜R44は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、−O−L1、及び−SO2−L2で表される基のうち、いずれかを表す。L1およびL2は、炭化水素基を示す。)
上記、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、これらの内では電池特性に対する向上効果が大きいため、フッ素原子が最も好ましい。
上記、炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基が挙げられ、これらの内では、反応性が適度で抵抗が低いことからアルキル基が最も好ましい。
炭化水素基の炭素数は、本発明の効果が損なわれない限り特に制限はないが、通常、1以上であり、また通常10以下、好ましくは5以下、更に好ましくは3以下である。炭素数が多すぎると分子内の立体障害が大きくなりすぎて、電極表面での反応が起きにくくなるためである。
アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、t−アミル基などが挙げられる。アルケニル基の例としては、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基などが挙げられる。アルキニル基の例としては、エチニル基、プロピニル基などが挙げられる。アリール基の例としては、フェニル基、2−トリル基、3−トリル基、4−トリル基、ベンジル基、4−t−ブチルフェニル基、4−t−アミルフェニル基などが挙げられる。これらの内では、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、t−アミル基が好ましく、特にメチル基、エチル基、プロピル基が、反応性が適度で抵抗が低いことから好ましい。
式(3)で示される具体的な化合物としては、以下のものなどが挙げられる。これらの中でも、化合物3−2が正極表面での反応性が適度であるため、本発明の効果を適切に発現できるため好ましい。
Figure 0006658551

(In the formula, R 27 to R 44 each independently represent any one of a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, —OL 1 , and a group represented by —SO 2 —L 2 . L 1 and L 2 represent a hydrocarbon group.)
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Of these, a fluorine atom is most preferable because of a large effect of improving battery characteristics.
Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and an aryl group. Among them, an alkyl group is most preferable because of its moderate reactivity and low resistance.
The carbon number of the hydrocarbon group is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, but is usually 1 or more, and usually 10 or less, preferably 5 or less, more preferably 3 or less. This is because if the number of carbon atoms is too large, steric hindrance in the molecule becomes too large, and a reaction on the electrode surface becomes difficult to occur.
Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, and a t-amyl group. Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a 1-propenyl group, a 1-butenyl group and the like. Examples of the alkynyl group include an ethynyl group and a propynyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a 2-tolyl group, a 3-tolyl group, a 4-tolyl group, a benzyl group, a 4-t-butylphenyl group and a 4-t-amylphenyl group. Of these, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, and a t-amyl group are preferable. Particularly, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group have moderate reactivity and low resistance. preferable.
Specific examples of the compound represented by the formula (3) include the following. Among them, the compound 3-2 is preferable since the reactivity on the positive electrode surface is appropriate and the effects of the present invention can be appropriately exhibited.

Figure 0006658551

上記の化合物を用いると、負極の表面に均一な被膜を形成することにより、高温時の容量低下を抑制し、さらに正極表面上でも反応可能であるため、サイクル特性を向上させる効果が大きい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
上記の化合物の中でも電極上を広く保護できる被膜を形成するためのため、式3−2の化合物及び式3−3の化合物が好ましく、特に式3−2の化合物が好ましい。
上記の化合物を用いるときは非水系電解液中に、0.01質量%以上含有することが好ましく、0.03質量%以上含有することが更に好ましく、0.05質量%以上含有することが最も好ましい。また、5質量%以下の含有量で用いることが好ましく、3質量%以下の含有量で用いることがさらに好ましく、1.5質量%以下の含有量で用いることが特に好ましく、0.8質量%以下の含有量で用いることが最も好ましい。上記の含有量で用いることで、高温保存特性、サイクル特性の向上効果を十分に得ることができると共に、不要な抵抗上昇を抑制することができる。
上記の化合物を用いることで、高温状態でのガス発生や残存容量の低下を抑制し、さらには長期間のサイクル特性を向上することができるが、その理由はいまだ明らかになっていない。しかし、以下の様にその効果からメカニズムを推察することができる。本発明では、上記のような特定の構造を有するビスマレイミド化合物を用いているが、その構造上の特徴はベンゼン環を有し、かつ置換基を有するか、ヘテロ元素を有する基を含むことにあり、通常のビスマレイミドよりも正極に対し酸化電位が低くなり、その結果正極活物質状上での反応性が上昇していると考えられる。その為、負極上に被膜を形成するだけでなく、正極上に保護被膜を形成する能力が高く、上記のような特性向上効果が得られるものと推察している。
Figure 0006658551

When the above compound is used, a uniform film is formed on the surface of the negative electrode to suppress a decrease in capacity at a high temperature, and the compound can react even on the surface of the positive electrode. Therefore, the effect of improving the cycle characteristics is large. These may be used alone or in combination of two or more.
Of the above compounds, a compound of the formula 3-2 and a compound of the formula 3-3 are preferable, and a compound of the formula 3-2 is particularly preferable, in order to form a film capable of widely protecting the electrode.
When the above compound is used, the content is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, most preferably 0.05% by mass or more in the non-aqueous electrolyte solution. preferable. Further, it is preferably used at a content of 5% by mass or less, more preferably at a content of 3% by mass or less, particularly preferably at a content of 1.5% by mass or less, and more preferably 0.8% by mass. It is most preferable to use the following content. By using the above content, the effect of improving the high-temperature storage characteristics and the cycle characteristics can be sufficiently obtained, and an unnecessary increase in resistance can be suppressed.
By using the above compound, it is possible to suppress the generation of gas and the decrease in the remaining capacity in a high temperature state, and further to improve the long-term cycle characteristics, but the reason has not been elucidated yet. However, the mechanism can be inferred from the effects as follows. In the present invention, a bismaleimide compound having a specific structure as described above is used, and its structural feature is that it has a benzene ring and has a substituent or a group having a hetero element. It is considered that the oxidation potential is lower than that of normal bismaleimide with respect to the positive electrode, and as a result, the reactivity on the positive electrode active material is increased. Therefore, it is presumed that not only the ability to form a film on the negative electrode but also the ability to form a protective film on the positive electrode is high, and that the above-described effect of improving characteristics can be obtained.

〔1−2.電解液中の水分量〕
非水系電解液中の水分量に、特に制限はないが50質量ppm以下であることが好ましく、40質量ppm以下であることが更に好ましく、30質量ppm以下であることが特に好ましい。また、1質量ppm以上であることが好ましく、2質量ppm以上であることが更に好ましく、3質量ppm以上であることが特に好ましい。上記の範囲内であれば、電解液中における酸の発生が抑制されると共に、電解液の生産における工程を比較的簡便にできる。
[1-2. Moisture content in electrolyte)
The amount of water in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but is preferably 50 ppm by mass or less, more preferably 40 ppm by mass or less, and particularly preferably 30 ppm by mass or less. Further, it is preferably at least 1 mass ppm, more preferably at least 2 mass ppm, particularly preferably at least 3 mass ppm. Within the above range, the generation of acid in the electrolytic solution is suppressed, and the steps in the production of the electrolytic solution can be relatively simplified.

〔1−3.その他の化合物〕
特定の構造を有するビスマレイミド化合物と併用してもよい化合物として、炭素-炭素二重結合を有する環状カーボネート、ハロゲン原子を有するカーボネート、ニトリル化合物、S=O結合を有する化合物、イソシアナト基を有する化合物、式(X)で表される化合物、ジフルオロリン酸塩、ジカルボン酸エステルが挙げられる。
[1-3. Other compounds)
Compounds that may be used in combination with a bismaleimide compound having a specific structure include a cyclic carbonate having a carbon-carbon double bond, a carbonate having a halogen atom, a nitrile compound, a compound having an SSO bond, and a compound having an isocyanate group. , A compound represented by the formula (X), a difluorophosphate, and a dicarboxylic acid ester.

〔1−3−1.炭素-炭素二重結合を有する環状カーボネート〕
炭素-炭素二重結合を有する環状カーボネートとしては、例えば、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、1,2−ジメチルビニレンカーボネート、1,2−ジエチルビニレンカーボネート、フルオロビニレンカーボネート、トリフルオロメチルビニレンカーボネート等のビニレンカーボネート化合物類;ビニルエチレンカーボネート、1−メチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−エチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−n−プロピル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−メチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1,1−ジビニルエチレンカーボネート、1,2−ジビニルエチレンカーボネート等のビニルエチレンカーボネート化合物類;1,1−ジメチル−2−メチレンエチレンカーボネート、1,1−ジエチル−2−メチレンエチレンカーボネート等のメチレンエチレンカーボネート化合物類、等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
[1-3-1. Cyclic carbonate having a carbon-carbon double bond)
Examples of the cyclic carbonate having a carbon-carbon double bond include, for example, vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, ethyl vinylene carbonate, 1,2-dimethylvinylene carbonate, 1,2-diethylvinylene carbonate, fluorovinylene carbonate, and trifluoromethylvinylene. Vinylene carbonate compounds such as carbonates; vinylethylene carbonate, 1-methyl-2-vinylethylene carbonate, 1-ethyl-2-vinylethylene carbonate, 1-n-propyl-2-vinylethylene carbonate, 1-methyl-2- Vinyl ethylene carbonate compounds such as vinyl ethylene carbonate, 1,1-divinyl ethylene carbonate, 1,2-divinyl ethylene carbonate; 1,1-dimethyl-2-methylene Methylene ethylene carbonate compounds such as ethylene carbonate and 1,1-diethyl-2-methylene ethylene carbonate. These may be used alone or in combination of two or more.

炭素-炭素二重結合を有する環状カーボネート化合物を含有する場合、非水系電解液中における含有量は、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上であり、また、通常10質量%以下、好ましくは8質量%以下、より好ましくは6質量%以下である。炭素-炭素二重結合を有する環状カーボネート化合物の含有量が上記範囲にあることにより、サイクル特性が向上するだけでなく、ガス発生が抑制でき、内部抵抗が低減できるなど電池特性が特に向上するため好ましい。   When a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon double bond is contained, the content in the non-aqueous electrolyte is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass. %, Usually 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 6% by mass or less. When the content of the cyclic carbonate compound having a carbon-carbon double bond is within the above range, not only cycle characteristics are improved, but also gas characteristics can be particularly improved, such as gas generation can be suppressed and internal resistance can be reduced. preferable.

〔1−3−2.ハロゲン原子を有するカーボネート〕
ハロゲン原子を有するカーボネートとしては、特に制限はないが、例として以下のものが挙げられる。
ハロゲン原子を有するカーボネートのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、これらの中でも、フッ素原子、塩素原子が好ましく、特にフッ素原子が好ましい。
フッ素原子を有するカーボネートとしては、フッ素原子を有する鎖状カーボネート、フッ素原子を有する環状カーボネートが好ましく、フッ素原子を有する鎖状カーボネートとしては例えば、フルオロメチルメチルカーボネート、ジフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネート、ビス(トリフルオロエチル)カーボネートなどが挙げられる。中でも、トリフルオロエチルメチルカーボネート、ビス(トリフルオロエチル)カーボネートは安定な被膜を形成しやすいうえに、化合物の安定性も高いので好ましい。
フッ素原子を有する環状カーボネートとしては例えば、炭素数2以上6以下のアルキレン基を有する環状カーボネートのフッ素化物、及びその誘導体が挙げられ、例えばエチレンカーボネートのフッ素化物(以下、「フッ素化エチレンカーボネート」と記載する場合がある)、及びその誘導体が挙げられる。エチレンカーボネートのフッ素化物の誘導体としては、アルキル基(例えば、炭素数1以上4以下のアルキル基)で置換されたエチレンカーボネートのフッ素化物が挙げられる。中でもフッ素数1以上8以下のフッ素化エチレンカーボネート、及びその誘導体が好ましい。
[1-3-2. A carbonate having a halogen atom)
The carbonate having a halogen atom is not particularly limited, and examples thereof include the following.
Examples of the halogen atom of the carbonate having a halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and among these, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable, and a fluorine atom is particularly preferable.
As the carbonate having a fluorine atom, a chain carbonate having a fluorine atom, a cyclic carbonate having a fluorine atom is preferable, and as the chain carbonate having a fluorine atom, for example, fluoromethyl methyl carbonate, difluoromethyl methyl carbonate, trifluoromethyl methyl Carbonate, trifluoroethyl methyl carbonate, bis (trifluoroethyl) carbonate and the like. Above all, trifluoroethyl methyl carbonate and bis (trifluoroethyl) carbonate are preferable because a stable film is easily formed and the stability of the compound is high.
Examples of the cyclic carbonate having a fluorine atom include fluorinated cyclic carbonates having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and derivatives thereof. For example, fluorinated ethylene carbonate (hereinafter, referred to as “fluorinated ethylene carbonate” May be described), and derivatives thereof. Examples of the derivative of the fluorinated ethylene carbonate include a fluorinated ethylene carbonate substituted with an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). Among them, fluorinated ethylene carbonate having 1 to 8 fluorine atoms and derivatives thereof are preferable.

フッ素数1〜8個のフッ素化エチレンカーボネート及びその誘導体としては、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(ジフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(トリフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−4−フルオロエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−5−フルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5,5−ジメチルエチレンカーボネート等が挙げられる。   Examples of the fluorinated ethylene carbonate having 1 to 8 fluorine atoms and derivatives thereof include monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4-methylethylene carbonate, 5-difluoro-4-methylethylene carbonate, 4-fluoro-5-methylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-methylethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (difluoromethyl) -ethylene Carbonate, 4- (trifluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -4-fluoroethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -5-fluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-dimethyl Le ethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-dimethylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5,5-dimethylethylene carbonate.

中でも、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネートが、電解液に高イオン伝導性を与え、かつ安定な界面保護被膜を容易に形成しやすい点で好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。   Among them, monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, and 4,5-difluoroethylene carbonate are preferable because they impart high ionic conductivity to the electrolytic solution and easily form a stable interfacial protective film. These may be used alone or in combination of two or more.

ハロゲン原子を有するカーボネートの含有量は、0.01質量%以上含有することが好ましく、0.1質量%以上含有することが更に好ましく、0.5質量%以上含有することが最も好ましい。また、15質量%以下の含有量で用いることが好ましく、10質量%以下の含有量で用いることがさらに 好ましく、7質量%以下で用いることが最も好ましい。上記の含有量で用いることで、高温保存特性、サイクル特性の向上効果を十分に得ることができると共に、不要なガス発生を抑制することができる。   The content of the carbonate having a halogen atom is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and most preferably 0.5% by mass or more. Further, it is preferably used at a content of 15% by mass or less, more preferably at a content of 10% by mass or less, and most preferably at a content of 7% by mass or less. By using the above content, the effect of improving high-temperature storage characteristics and cycle characteristics can be sufficiently obtained, and unnecessary gas generation can be suppressed.

〔1−3−3.ニトリル化合物〕
ニトリル化合物としては、特に制限はないが、例として以下のものが挙げられる。
ニトリル化合物としては、例えば、
アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ヘキサンニトリル、ヘプタンニトリル、オクタンニトリル、ノナンニトリル、デカンニトリル、ラウロニトリル、トリデカンニトリル、テトラデカンニトリル、ヘキサデカンニトリル、ペンタデカンニトリル、ヘプタデカンニトリル、オクタデカンニトリル、ノナデカンニトリル、イコサンニトリル、クロトノニトリル、メタクリロニトリル、アクリロニトリル、メトキシアクリロニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、メチルマロノニトリル、エチルマロノニトリル、イソプロピルマロノニトリル、tert−ブチルマロノニトリル、メチルスクシノニトリル、2,2−ジメチルスクシノニトリル、2,3−ジメチルスクシノニトリル、2,3,3−トリメチルスクシノニトリル、2,2,3,3−テトラメチルスクシノニトリル、2,3−ジエチル−2,3−ジメチルスクシノニトリル、2,2−ジエチル−3,3−ジメチルスクシノニトリル、ビシクロヘキシル−1,1−ジカルボニトリル、ビシクロヘキシル−2,2−ジカルボニトリル、ビシクロヘキシル−3,3−ジカルボニトリル、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジカルボニトリル、2,3−ジイソブチル−2,3−ジメチルスクシノニトリル、2,2−ジイソブチル−3,3−ジメチルスクシノニトリル、2−メチルグルタロニトリル、2,3−ジメチルグルタロニトリル、2,4−ジメチルグルタロニトリル、2,2,3,3−テトラメチルグルタロニトリル、2,2,4,4−テトラメチルグルタロニトリル、2,2,3,4−テトラメチルグルタロニトリル、2,3,3,4−テトラメチルグルタロニトリル、マレオニトリル、フマロニトリル、1,4−ジシアノペンタン、2,6−ジシアノヘプタン、2,7−ジシアノオクタン、2,8−ジシアノノナン、1,6−ジシアノデカン、1,2−ジジアノベンゼン、1,3−ジシアノベンゼン、1,4−ジシアノベンゼン、3,3'−(エチレンジオキシ)ジプロピオニトリル、3,3'−(エチレンジチオ)ジプロピオニトリル及び3,9−ビス(2−シアノエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等が挙げられる。
[1-3-3. Nitrile compound)
The nitrile compound is not particularly limited, but examples include the following.
As the nitrile compound, for example,
Acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, hexanenitrile, heptanenitrile, octanenitrile, nonanenitrile, decanenitrile, lauronitrile, tridecanenitrile, tetradecanenitrile, hexadecanenitrile, pentadecanenitrile, heptadecanonitrile, heptadecanonitrile Decannitrile, icosannitrile, crotononitrile, methacrylonitrile, acrylonitrile, methoxyacrylonitrile, malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimonitrile, suberonitrile, azelanitrile, sebaconitrile, debaconitrile, sebaconitrile Nitrile, ethylmalononitrile, isopropylmalononitrile, t rt-butylmalononitrile, methylsuccinonitrile, 2,2-dimethylsuccinonitrile, 2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,3,3-trimethylsuccinonitrile, 2,2,3,3-tetramethyl Succinonitrile, 2,3-diethyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2-diethyl-3,3-dimethylsuccinonitrile, bicyclohexyl-1,1-dicarbonitrile, bicyclohexyl-2, 2-dicarbonitrile, bicyclohexyl-3,3-dicarbonitrile, 2,5-dimethyl-2,5-hexanedicarbonitrile, 2,3-diisobutyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2 -Diisobutyl-3,3-dimethylsuccinonitrile, 2-methylglutaronitrile, 2,3-dimethylglutaronitrile , 2,4-dimethylglutaronitrile, 2,2,3,3-tetramethylglutaronitrile, 2,2,4,4-tetramethylglutaronitrile, 2,2,3,4-tetramethylglutaro Nitrile, 2,3,3,4-tetramethylglutaronitrile, maleonitrile, fumaronitrile, 1,4-dicyanopentane, 2,6-dicyanoheptane, 2,7-dicyanooctane, 2,8-dicyanononane, 1,6 -Dicyanodecane, 1,2-dicyanobenzene, 1,3-dicyanobenzene, 1,4-dicyanobenzene, 3,3 ′-(ethylenedioxy) dipropionitrile, 3,3 ′-(ethylenedithio) dipro Pionitrile and 3,9-bis (2-cyanoethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane.

これらのうち、取扱いの観点から、モノニトリル、ジニトリル、トリニトリル、テトラニトリルが好ましい。ニトリル数が多すぎると、化合物の毒性が大きくなるためである。モノニトリルの炭素数は、通常2以上、好ましくは3以上、より好ましくは4以上であり、一方、通常20以下、好ましくは18以下、より好ましくは11以下である。ジニトリルの炭素数は、通常3以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上であり、一方、通常20以下、好ましくは10以下、より好ましくは8以下である。トリニトリルの炭素数は、通常4以上、好ましくは5以上、より好ましくは6以上であり、一方、通常20以下、好ましくは18以下、より好ましくは11以下である。テトラニトリルの炭素数は、通常5以上、好ましくは6以上、より好ましくは7以上、一方、通常20以下、好ましくは18以下、より好ましくは11以下である。この範囲であると、電極の保護効果が大きいと共に、粘度上昇を抑制することが可能となる。   Of these, mononitrile, dinitrile, trinitrile, and tetranitrile are preferred from the viewpoint of handling. If the number of nitriles is too large, the toxicity of the compound increases. The carbon number of the mononitrile is usually 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 4 or more, while it is usually 20 or less, preferably 18 or less, more preferably 11 or less. The carbon number of dinitrile is usually 3 or more, preferably 4 or more, more preferably 5 or more, while it is usually 20 or less, preferably 10 or less, more preferably 8 or less. The carbon number of trinitrile is usually 4 or more, preferably 5 or more, more preferably 6 or more, while it is usually 20 or less, preferably 18 or less, more preferably 11 or less. The carbon number of tetranitrile is usually 5 or more, preferably 6 or more, more preferably 7 or more, while it is usually 20 or less, preferably 18 or less, more preferably 11 or less. In this range, the effect of protecting the electrode is large and the increase in viscosity can be suppressed.

これらのうち、バレロニトリル、オクタンニトリル、ラウロニトリル、トリデカンニトリル、テトラデカンニトリル、ヘキサデカンニトリル、ペンタデカンニトリル、ヘプタデカンニトリル、オクタデカンニトリル、ノナデカンニトリル、クロトノニトリル、アクリロニトリル、メトキシアクリロニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル及び3,9−ビス(2−シアノエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、フマロニトリルが保存特性向上の点から好ましい。更に、バレロニトリル、オクタンニトリル、ラウロニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、グルタロニトリル及び3,9−ビス(2−シアノエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンは、保存特性向上効果が特に優れ、また電極での副反応による劣化が少ないためにより好ましい。通常、ニトリル化合物は、分子量が小さいほど一分子におけるシアノ基の量割合が大きくなり、分子の粘度が上昇する一方、分子量が大きくなるほど、化合物の沸点が上昇する。よって、作業効率の向上の点から、バレロニトリル、オクタンニトリル、ラウロニトリル、スクシノニトリル、アジポニトリル及びピメロニトリルが更に好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。   Of these, valeronitrile, octanenitrile, lauronitrile, tridecanenitrile, tetradecanenitrile, hexadecanenitrile, pentadecanenitrile, heptadecanenitrile, octadecanenitrile, nonadecanenitrile, crotononitrile, acrylonitrile, methoxyacrylonitrile, malonoxynitrile Nitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeronitrile, suberonitrile, azeranitrile, sebaconitrile, undecandinitrile, dodecandinitrile and 3,9-bis (2-cyanoethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5 Undecane and fumaronitrile are preferred from the viewpoint of improving storage characteristics. Further, valeronitrile, octanenitrile, lauronitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeronitrile, suberonitrile, glutaronitrile and 3,9-bis (2-cyanoethyl) -2,4,8,10-tetraoxa Spiro [5,5] undecane is more preferable because it has a particularly excellent effect of improving storage characteristics and has little deterioration due to side reactions at the electrode. In general, as the molecular weight of the nitrile compound decreases, the proportion of cyano groups in one molecule increases, and the viscosity of the molecule increases. On the other hand, the boiling point of the compound increases as the molecular weight increases. Accordingly, valeronitrile, octanenitrile, lauronitrile, succinonitrile, adiponitrile, and pimeronitrile are more preferable from the viewpoint of improving work efficiency. These may be used alone or in combination of two or more.

ニトリル化合物の含有量は、0.01質量%以上含有することが好ましく、0.1質量%以上含有することが更に好ましく、0.5質量%以上含有することが最も好ましい。また、6質量%以下の含有量で用いることが好ましく、5質量%以下の含有量で用いることがさらに好ましく、4質量%以下で用いることが最も好ましい。上記の含有量で用いることで、高温保存特性、サイクル特性の向上効果を十分に得ることができると共に、不要な抵抗上昇を抑制することができる。   The content of the nitrile compound is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and most preferably 0.5% by mass or more. Further, it is preferably used at a content of 6% by mass or less, more preferably at a content of 5% by mass or less, most preferably at 4% by mass or less. By using the above content, the effect of improving the high-temperature storage characteristics and the cycle characteristics can be sufficiently obtained, and an unnecessary increase in resistance can be suppressed.

〔1−3−4.S=O結合を有する化合物〕
S=O結合を有する化合物としては、特に制限はないが、例として以下のものが挙げられる。
S=O結合を有する化合物としては、例えば、鎖状スルホン酸エステル、環状スルホン酸エステル、鎖状硫酸エステル、環状硫酸エステル、鎖状亜硫酸エステル、環状亜硫酸エステル、鎖状スルホン、環状スルホンなどが挙げられる。中でも、鎖状スルホン酸エステル、環状スルホン酸エステル、鎖状硫酸エステル、環状硫酸エステルを用いるとサイクル特性の向上効果が大きいため好ましい。
鎖状スルホン酸エステルとしては、例えば以下のものが挙げられる。
フルオロスルホン酸メチル及びフルオロスルホン酸エチル等のフルオロスルホン酸エステル;
メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸2−プロピニル、メタンスルホン酸3−ブチニル、ブスルファン、2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸メチル、2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸エチル、2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2−プロピニル、2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸3−ブチニル、メタンスルホニルオキシ酢酸メチル、メタンスルホニルオキシ酢酸エチル、メタンスルホニルオキシ酢酸2−プロピニル及びメタンスルホニルオキシ酢酸3−ブチニル等のメタンスルホン酸エステル;
ビニルスルホン酸メチル、ビニルスルホン酸エチル、ビニルスルホン酸アリル、ビニルスルホン酸プロパルギル、アリルスルホン酸メチル、アリルスルホン酸エチル、アリルスルホン酸アリル、アリルスルホン酸プロパルギル及び1,2−ビス(ビニルスルホニロキシ)エタン等のアルケニルスルホン酸エステル;
メタンジスルホン酸メトキシカルボニルメチル、メタンジスルホン酸エトキシカルボニルメチル、メタンジスルホン酸1−メトキシカルボニルエチル、メタンジスルホン酸1−エトキシカルボニルエチル、1,2−エタンジスルホン酸メトキシカルボニルメチル、1,2−エタンジスルホン酸エトキシカルボニルメチル、1,2−エタンジスルホン酸1−メトキシカルボニルエチル、1,2−エタンジスルホン酸1−エトキシカルボニルエチル、1,3−プロパンジスルホン酸メトキシカルボニルメチル、1,3−プロパンジスルホン酸エトキシカルボニルメチル、1,3−プロパンジスルホン酸1−メトキシカルボニルエチル、1,3−プロパンジスルホン酸1−エトキシカルボニルエチル、1,3−ブタンジスルホン酸メトキシカルボニルメチル、1,3−ブタンジスルホン酸エトキシカルボニルメチル、1,3−ブタンジスルホン酸1−メトキシカルボニルエチル、1,3−ブタンジスルホン酸1−エトキシカルボニルエチル等のアルキルジスルホン酸エステル。
環状スルホン酸エステルとしては、例えば以下のものが挙げられる。
1,3−プロパンスルトン、1−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、2−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、3−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、1−メチル−1,3−プロパンスルトン、2−メチル−1,3−プロパンスルトン、3−メチル−1,3−プロパンスルトン、1−プロペン−1,3−スルトン、2−プロペン−1,3−スルトン、1−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、2−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、3−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、1−フルオロ−2−プロペン−1,3−スルトン、2−フルオロ−2−プロペン−1,3−スルトン、3−フルオロ−2−プロペン−1,3−スルトン、1−メチル−1−プロペン−1,3−スルトン、2−メチル−1−プロペン−1,3−スルトン、3−メチル−1−プロペン−1,3−スルトン、1−メチル−2−プロペン−1,3−スルトン、2−メチル−2−プロペン−1,3−スルトン、3−メチル−2−プロペン−1,3−スルトン、1,4−ブタンスルトン及び1,5−ペンタンスルトン等のスルトン化合物;
メチレンメタンジスルホネート、エチレンメタンジスルホネート等のジスルホネート化合物。
鎖状硫酸エステルとしては、例えば以下のものが挙げられる。
ジメチルスルフェート、エチルメチルスルフェート及びジエチルスルフェート等のジアルキルスルフェート化合物。
環状硫酸エステルとしては、例えば以下のものが挙げられる。
1,2−エチレンスルフェート、1,2−プロピレンスルフェート、1,3−プロピレンスルフェート、1,2−ブチレンスルフェート、1,3−ブチレンスルフェート、1,4−ブチレンスルフェート、1,2−ペンチレンスルフェート、1,3−ペンチレンスルフェート、1,4−ペンチレンスルフェート及び1,5−ペンチレンスルフェート等のアルキレンスルフェート化合物。
鎖状亜硫酸エステルとしては、例えば以下のものが挙げられる。
ジメチルスルファイト、エチルメチルスルファイト及びジエチルスルファイト等のジアルキルスルファイト化合物。
環状亜硫酸エステルとしては、例えば以下のものが挙げられる。
1,2−エチレンスルファイト、1,2−プロピレンスルファイト、1,3−プロピレンスルファイト、1,2−ブチレンスルファイト、1,3−ブチレンスルファイト、1,4−ブチレンスルファイト、1,2−ペンチレンスルファイト、1,3−ペンチレンスルファイト、1,4−ペンチレンスルファイト及び1,5−ペンチレンスルファイト等のアルキレンスルファイト化合物。
鎖状スルホンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
ジメチルスルホン、ジエチルスルホンなどのジアルキルスルホン化合物。
環状スルホンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
スルホラン、メチルスルホラン、4,5−ジメチルスルホランなどのアルキレンスルホン化合物、スルホレンなどのアルキニレンスルホン化合物。
これらのうち、2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸メチル、2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸エチル、2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2−プロピニル、プロパンジスルホン酸1−メトキシカルボニルエチル、プロパンジスルホン酸1−エトキシカルボニルエチル、ブタンジスルホン酸1−メトキシカルボニルエチル、ブタンジスルホン酸1−エトキシカルボニルエチル、1,3−プロパンスルトン、1−プロペン−1,3−スルトン、1,4−ブタンスルトン、1,2−エチレンスルフェート、1,2−エチレンスルファイト、メタンスルホン酸メチル及びメタンスルホン酸エチルが保存特性向上の点から好ましく、プロパンジスルホン酸1−メトキシカルボニルエチル、プロパンジスルホン酸1−エトキシカルボニルエチル、ブタンジスルホン酸1−メトキシカルボニルエチル、ブタンジスルホン酸1−エトキシカルボニルエチル、1,3−プロパンスルトン、1−プロペン−1,3−スルトン、1,2−エチレンスルフェート、1,2−エチレンスルファイトがより好ましく、1,3−プロパンスルトン、1−プロペン−1,3−スルトンが更に好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
[1-3-4. Compound having S = O bond]
The compound having an S = O bond is not particularly limited, but examples include the following.
Examples of the compound having an S = O bond include a chain sulfonic acid ester, a cyclic sulfonate ester, a chain sulfate ester, a cyclic sulfate ester, a chain sulfite ester, a cyclic sulfite ester, a chain sulfone, a cyclic sulfone, and the like. Can be Among them, it is preferable to use a chain sulfonic acid ester, a cyclic sulfonic acid ester, a chain sulfate ester, or a cyclic sulfate ester, since the effect of improving cycle characteristics is large.
Examples of the chain sulfonic acid ester include the following.
Fluorosulfonic acid esters such as methyl fluorosulfonic acid and ethyl fluorosulfonic acid;
Methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, 2-propynyl methanesulfonate, 3-butynyl methanesulfonate, busulfan, methyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, ethyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, 2- 2-propynyl (methanesulfonyloxy) propionate, 3-butynyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, methyl methanesulfonyloxyacetate, ethyl methanesulfonyloxyacetate, 2-propynyl methanesulfonyloxyacetate and 3-methanesulfonyloxyacetate Methanesulfonic acid esters such as butynyl;
Methyl vinyl sulfonate, ethyl vinyl sulfonate, allyl vinyl sulfonate, propargyl vinyl sulfonate, methyl allyl sulfonate, ethyl allyl sulfonate, allyl allyl sulfonate, propargyl allyl sulfonate and 1,2-bis (vinyl sulfonyloxy ) Alkenylsulfonic acid esters such as ethane;
Methoxycarbonylmethyl methanedisulfonic acid, ethoxycarbonylmethyl methanedisulfonic acid, 1-methoxycarbonylethyl methanedisulfonic acid, 1-ethoxycarbonylethyl methanedisulfonic acid, methoxycarbonylmethyl 1,2-ethanedisulfonic acid, 1,2-ethanedisulfonic acid Ethoxycarbonylmethyl, 1-methoxycarbonylethyl 1,2-ethanedisulfonic acid, 1-ethoxycarbonylethyl 1,2-ethanedisulfonic acid, methoxycarbonylmethyl 1,3-propanedisulfonic acid, ethoxycarbonyl 1,3-propanedisulfonic acid Methyl, 1-methoxycarbonylethyl 1,3-propanedisulfonic acid, 1-ethoxycarbonylethyl 1,3-propanedisulfonic acid, methoxycarbonyl 1,3-butanedisulfonic acid Methyl, 1,3-butane disulfonic acid ethoxycarbonylmethyl, 1,3-butane disulfonic acid 1-methoxycarbonyl-ethyl, alkyl disulfonic acid esters, such as 1,3-butane disulfonic acid 1-ethoxycarbonylethyl.
Examples of the cyclic sulfonate include the following.
1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1,3-propane sultone, 1-methyl-1,3-propane sultone , 2-methyl-1,3-propane sultone, 3-methyl-1,3-propane sultone, 1-propene-1,3-sultone, 2-propene-1,3-sultone, 1-fluoro-1-propene -1,3-sultone, 2-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 3-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 1-fluoro-2-propene-1,3-sultone, 2 -Fluoro-2-propene-1,3-sultone, 3-fluoro-2-propene-1,3-sultone, 1-methyl-1-propene-1,3-sultone, 2-methyl-1-prope -1,3-sultone, 3-methyl-1-propene-1,3-sultone, 1-methyl-2-propene-1,3-sultone, 2-methyl-2-propene-1,3-sultone, 3 Sultone compounds such as -methyl-2-propene-1,3-sultone, 1,4-butanesultone and 1,5-pentanesultone;
Disulfonate compounds such as methylene methane disulfonate and ethylene methane disulfonate.
Examples of the chain sulfate include the following.
Dialkyl sulfate compounds such as dimethyl sulfate, ethyl methyl sulfate and diethyl sulfate.
Examples of the cyclic sulfate include the following.
1,2-ethylene sulfate, 1,2-propylene sulfate, 1,3-propylene sulfate, 1,2-butylene sulfate, 1,3-butylene sulfate, 1,4-butylene sulfate, 1, Alkylene sulfate compounds such as 2-pentylene sulfate, 1,3-pentylene sulfate, 1,4-pentylene sulfate and 1,5-pentylene sulfate.
Examples of the chain sulfite include the following.
Dialkyl sulfite compounds such as dimethyl sulfite, ethyl methyl sulfite and diethyl sulfite.
Examples of the cyclic sulfite include the following.
1,2-ethylene sulfite, 1,2-propylene sulfite, 1,3-propylene sulfite, 1,2-butylene sulfite, 1,3-butylene sulfite, 1,4-butylene sulfite, 1, Alkylene sulfite compounds such as 2-pentylene sulfite, 1,3-pentylene sulfite, 1,4-pentylene sulfite, and 1,5-pentylene sulfite.
Examples of the chain sulfone include the following.
Dialkyl sulfone compounds such as dimethyl sulfone and diethyl sulfone.
Examples of the cyclic sulfone include the following.
Alkylene sulfone compounds such as sulfolane, methyl sulfolane and 4,5-dimethyl sulfolane, and alkynylene sulfone compounds such as sulfolene;
Of these, methyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, ethyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, 2-propynyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, 1-methoxycarbonylethyl propanedisulfonate, propanedisulfone 1-ethoxycarbonylethyl acid, 1-methoxycarbonylethyl butanedisulfonic acid, 1-ethoxycarbonylethyl butanedisulfonic acid, 1,3-propanesultone, 1-propene-1,3-sultone, 1,4-butanesultone, 1, 2-Ethylene sulfate, 1,2-ethylene sulfite, methyl methanesulfonate and ethyl methanesulfonate are preferred from the viewpoint of improving storage characteristics, and 1-methoxycarbonylethyl propanedisulfonic acid and 1-e-propanedisulfonic acid are preferred. Xycarbonylethyl, 1-methoxycarbonylethyl butanedisulfonic acid, 1-ethoxycarbonylethyl butanedisulfonic acid, 1,3-propanesultone, 1-propene-1,3-sultone, 1,2-ethylenesulfate, 1,2 -Ethylene sulfite is more preferred, and 1,3-propane sultone and 1-propene-1,3-sultone are still more preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

S=O結合を有する化合物の含有量は、0.01質量%以上含有することが好ましく、0.1質量%以上含有することが更に好ましく、0.5質量%以上含有することが最も好ましい。また、5質量%以下の含有量で用いることが好ましく、4質量%以下の含有量で用いることがさらに好ましく、3質量%以下で用いることが最も好ましい。上記の含有量で用いることで、高温保存特性、サイクル特性の向上効果を十分に得ることができると共に、不要な抵抗上昇を抑制することができる   The content of the compound having an S = O bond is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and most preferably 0.5% by mass or more. Further, it is preferably used in a content of 5% by mass or less, more preferably in a content of 4% by mass or less, and most preferably in a content of 3% by mass or less. By using the above content, the effect of improving the high-temperature storage characteristics and the cycle characteristics can be sufficiently obtained, and the unnecessary increase in resistance can be suppressed.

〔1−3−5.イソシアナト基(N=C=O基)を有する化合物〕
イソシアナト基(N=C=O基)を有する化合物としては、特に制限はないが、例として以下のものが挙げられる。
イソシアネート基を有する有機化合物としては、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、イソプロピルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ターシャルブチルイソシアネート、ペンチルイソシアネートヘキシルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、エチニルイソシアネート、プロパルギルイソシアネート、フェニルイソシアネート、フロロフェニルイソシアネート等のイソシアネート基を1個有する有機化合物;
[1-3-5. Compound having isocyanato group (N = C = O group)]
The compound having an isocyanato group (N = C = O group) is not particularly limited, but examples include the following.
Examples of the organic compound having an isocyanate group include methyl isocyanate, ethyl isocyanate, propyl isocyanate, isopropyl isocyanate, butyl isocyanate, tert-butyl isocyanate, pentyl isocyanate hexyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, vinyl isocyanate, allyl isocyanate, ethynyl isocyanate, propargyl isocyanate, and phenyl Organic compounds having one isocyanate group such as isocyanate and fluorophenyl isocyanate;

モノメチレンジイソシアネート、ジメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、1,3−ジイソシアナトプロパン、1,4−ジイソシアナト−2−ブテン、1,4−ジイソシアナト−2−フルオロブタン、1,4−ジイソシアナト−2,3−ジフルオロブタン、1,5−ジイソシアナト−2−ペンテン、1,5−ジイソシアナト−2−メチルペンタン、1,6−ジイソシアナト−2−ヘキセン、1,6−ジイソシアナト−3−ヘキセン、1,6−ジイソシアナト−3−フルオロヘキサン、1,6−ジイソシアナト−3,4−ジフルオロヘキサン、トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、1,2−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,2−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−1,1'−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,2'−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−3,3'−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチルイソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチルイソシアネート)、ジイソシアン酸イソホロン、カルボニルジイソシアネート、1,4−ジイソシアナトブタン−1,4−ジオン、1,5−ジイソシアナトペンタン−1,5−ジオン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート等のイソシアネート基を2個有する有機化合物;
等が挙げられる。
Monomethylene diisocyanate, dimethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, heptamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1,3-diisocyanate Natopropane, 1,4-diisocyanato-2-butene, 1,4-diisocyanato-2-fluorobutane, 1,4-diisocyanato-2,3-difluorobutane, 1,5-diisocyanato-2-pentene, 1,5 Diisocyanato-2-methylpentane, 1,6-diisocyanato-2-hexene, 1,6-diisocyanato-3-hexene, 1,6 Diisocyanato-3-fluorohexane, 1,6-diisocyanato-3,4-difluorohexane, toluene diisocyanate, xylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,2-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,3-bis (isocyanato Methyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,2-diisocyanatocyclohexane, 1,3-diisocyanatocyclohexane, 1,4-diisocyanatocyclohexane, dicyclohexylmethane-1,1 ′ Diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,2'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-3,3'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2, 5-diylbis (methylisocyanate), bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methylisocyanate), isophorone diisocyanate, carbonyl diisocyanate, 1,4-diisocyanatobutane-1,4-dione, Organic compounds having two isocyanate groups such as 1,5-diisocyanatopentane-1,5-dione, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate ;
And the like.

これらのうち、モノメチレンジイソシアネート、ジメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチルイソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチルイソシアネート)、ジイソシアン酸イソホロン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート等のイソシアネート基を2個有する有機化合物が保存特性向上の点から好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチルイソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチルイソシアネート)、ジイソシアン酸イソホロン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートがより好ましく、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチルイソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチルイソシアネート)が更に好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。   Among them, monomethylene diisocyanate, dimethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, heptamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1, 3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis (methylisocyanate), bicyclo [2.2.1] heptane- 2,6-diylbis (methyl isocyanate), isophorone diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethyle Organic compounds having two isocyanate groups, such as diisocyanate and 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, are preferred from the viewpoint of improving storage characteristics. Hexamethylene diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane , Dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis (methylisocyanate), bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methylisocyanate) , Isophorone diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate are more preferred, and 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane and dicyclohexylmethane-4 are preferred. , 4'-diisosi Sulfonates, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diyl bis (methyl isocyanate), bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diyl bis (methyl isocyanate) are more preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液のイソシアナト基(N=C=O基)を有する化合物の含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.1質量%以上が更に好ましく、0.2質量%以上が最も好ましい。また、5質量%以下の含有量で用いることが好ましく、3質量%以下の含有量で用いることがさらに好ましく、2質量%以下の含有量で用いることが最も好ましい。上記範囲の含有量で用いることで、高温保存特性、サイクル特性の向上効果を十分に得ることができると共に、不要な抵抗上昇を抑制することができる。   The content of the compound having an isocyanato group (N = C = O group) in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and most preferably 0.2% by mass or more. preferable. Further, it is preferably used in a content of 5% by mass or less, more preferably in a content of 3% by mass or less, and most preferably in a content of 2% by mass or less. By using the content in the above range, the effect of improving the high-temperature storage characteristics and the cycle characteristics can be sufficiently obtained, and an unnecessary increase in resistance can be suppressed.

〔1−3−6.式(X)で表される化合物〕 [1-3-6. Compound represented by formula (X)]

Figure 0006658551
(R45、R46、R47は、それぞれ独立にハロゲン原子、シアノ基、エステル基、エーテル基を有しても良い有機基を表す。)
45、R46、R47が表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、これらの内では電池特性に対する向上効果が大きいため、フッ素原子が最も好ましい。ハロゲン原子、シアノ基、エステル基、エーテル基を有しても良い有機基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、t−アミル基、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、1−ブテニル基、エチニル基、プロピニル基、フェニル基、2−トリル基、3−トリル基、4−トリル基、ベンジル基、4−t−ブチルフェニル基、4−t−アミルフェニル基などの炭化水素基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基などのフッ素化炭化水素基、シアノメチル基、シアノエチル基、シアノプロピル基、シアノブチル基、シアノペンチル基、シアノヘキシル基などのシアノ炭化水素基、エトキシカルボニル基、エトキシカルボニルメチル基、1−エトキシカルボニルエチル基、アセトキシ基、アセトキシメチル基、1−アセトキシエチル基、アクリロイル基、アクリロイルメチル基、1−アクリロイルエチル基などのエステル基を有する有機基、メトキシ基、エトキシ基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基などのエチル基を有する有機基などが挙げられる。
式(X)で表される化合物としては特に限定されないが、例えば以下のものが挙げられる。
トリビニルイソシアヌレート、トリ(1−プロペニル)イソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート、メチルジアリルイソシアヌレート、エチルジアリルイソシアヌレート、ジエチルアリルイソシアヌレート、ジエチルビニルイソシアヌレート、トリ(プロパルギル)イソシアヌレート、トリス(2−アクリロキシメチル)イソシアヌレート、トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2−メタクリロキシメチル)イソシアヌレート、トリス(2−メタクリロキシエチル)イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレートが挙げられ、中でもトリアリルイソシアヌレート、トリメタリルイソシアヌレート、トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2−メタクリロキシエチル)イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス−(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレートが好ましく、トリアリルイソシアヌレート、トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレートはサイクル特性の向上効果が大きいため特に好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
Figure 0006658551
(R 45 , R 46 and R 47 each independently represent a halogen atom, a cyano group, an ester group, or an organic group which may have an ether group.)
Examples of the halogen atom represented by R 45 , R 46 , and R 47 include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Of these, a fluorine atom is most preferable because of a large effect of improving battery characteristics. Examples of the organic group which may have a halogen atom, a cyano group, an ester group, or an ether group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a t-amyl group, and vinyl. Group, allyl group, 1-propenyl group, 1-butenyl group, ethynyl group, propynyl group, phenyl group, 2-tolyl group, 3-tolyl group, 4-tolyl group, benzyl group, 4-t-butylphenyl group, Hydrocarbon groups such as 4-t-amylphenyl group, fluorinated hydrocarbon groups such as fluoromethyl group, trifluoromethyl group and trifluoroethyl group, cyanomethyl group, cyanoethyl group, cyanopropyl group, cyanobutyl group, cyanopentyl group , A cyanohydrocarbon group such as a cyanohexyl group, an ethoxycarbonyl group, an ethoxycarbonylmethyl group, a 1-ethoxycarbonyl group. Organic group having an ester group such as ethyl group, acetoxy group, acetoxymethyl group, 1-acetoxyethyl group, acryloyl group, acryloylmethyl group, 1-acryloylethyl group, methoxy group, ethoxy group, methoxymethyl group, ethoxymethyl group And an organic group having an ethyl group such as a methoxyethyl group and an ethoxyethyl group.
The compound represented by the formula (X) is not particularly limited, and examples thereof include the following.
Trivinyl isocyanurate, tri (1-propenyl) isocyanurate, triallyl isocyanurate, trimethallyl isocyanurate, methyl diallyl isocyanurate, ethyl diallyl isocyanurate, diethyl allyl isocyanurate, diethyl vinyl isocyanurate, tri (propargyl) isocyanurate , Tris (2-acryloxymethyl) isocyanurate, tris (2-acryloxyethyl) isocyanurate, tris (2-methacryloxymethyl) isocyanurate, tris (2-methacryloxyethyl) isocyanurate, ε-caprolactone-modified Tris -(2-acryloxyethyl) isocyanurate, among which triallyl isocyanurate, trimethallyl isocyanurate, tris (2-acryloxy) Ethyl) isocyanurate, tris (2-methacryloxyethyl) isocyanurate and ε-caprolactone-modified tris- (2-acryloxyethyl) isocyanurate are preferred, and triallyl isocyanurate and tris (2-acryloxyethyl) isocyanurate are It is particularly preferable because the effect of improving the cycle characteristics is large. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液の式(X)で表される化合物の含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.1質量%以上が更に好ましく、0.2質量%以上が最も好ましい。また、5質量%以下の含有量で用いることが好ましく、3質量%以下の含有量で用いることがさらに好ましく、2質量%以下の含有量で用いることが最も好ましい。上記範囲の含有量で用いることで、高温保存特性、サイクル特性の向上効果を十分に得ることができると共に、不要な抵抗上昇を抑制することができる。   The content of the compound represented by the formula (X) in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and most preferably 0.2% by mass or more. Further, it is preferably used in a content of 5% by mass or less, more preferably in a content of 3% by mass or less, and most preferably in a content of 2% by mass or less. By using the content in the above range, the effect of improving the high-temperature storage characteristics and the cycle characteristics can be sufficiently obtained, and an unnecessary increase in resistance can be suppressed.

〔1−3−7.ジフルオロリン酸塩〕
ジフルオロリン酸塩としては、特に制限はないが、例として以下のものが挙げられる。
例えば、ジフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸ナトリウム、ジフルオロリン酸カリウム、ジフルオロリン酸アンモニウムなどが挙げられ、中でもジフルオロリン酸リチウムがサイクル特性の向上効果が大きいため特に好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
[1-3-7. Difluorophosphate)
The difluorophosphate is not particularly limited, but examples include the following.
For example, lithium difluorophosphate, sodium difluorophosphate, potassium difluorophosphate, ammonium difluorophosphate, and the like can be mentioned, and among them, lithium difluorophosphate is particularly preferable because it has a large effect of improving cycle characteristics. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液のジフルオロリン酸塩の含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.1質量%以上が更に好ましく、0.2質量%以上が最も好ましい。また、3質量%以下の含有量で用いることが好ましく、2質量%以下の含有量で用いることがさらに好ましく、1.5質量%以下の含有量で用いることが最も好ましい。上記範囲の含有量で用いることで、高温保存特性、サイクル特性の向上効果を十分に得ることができると共に、不要なガス発生を抑制することができる。   The content of the difluorophosphate in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and most preferably 0.2% by mass or more. Further, it is preferably used at a content of 3% by mass or less, more preferably at a content of 2% by mass or less, and most preferably at a content of 1.5% by mass or less. By using the content in the above range, the effect of improving the high-temperature storage characteristics and the cycle characteristics can be sufficiently obtained, and unnecessary gas generation can be suppressed.

〔1−3−8.ジカルボン酸エステル〕
ジカルボン酸エステルとしては、特に制限はないが、例として以下のものが挙げられる。
マロン酸エステルおよびその誘導体、コハク酸エステルおよびその誘導体、アジピン酸エステルおよびその誘導体、フマル酸エステルおよびその誘導体、マレイン酸エステルおよびその誘導体、フタル酸エステルおよびその誘導体、テレフタル酸エステルおよびその誘導体。
マロン酸エステルおよびその誘導体としては以下のものが挙げられる。
マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、メチルマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、ブチルマロン酸ジエチル、マロン酸ジビニル、マロン酸ジアリル、マロン酸ジプロパルギル。
コハク酸エステルおよびその誘導体としては以下のものが挙げられる。
コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、メチルコハク酸ジエチル、ジメチルコハク酸ジエチル、テトラメチルコハク酸ジエチル、コハク酸ジビニル、コハク酸ジアリル、コハク酸ジプロパルギル。
アジピン酸エステルおよびその誘導体としては以下のものが挙げられる。
アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、メチルアジピン酸ジエチル、ジメチルアジピン酸ジエチル、テトラメチルアジピン酸ジエチル、アジピン酸ジビニル、アジピン酸ジアリル、アジピン酸ジプロパルギル。
フマル酸エステルおよびその誘導体としては以下のものが挙げられる。
フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、メチルフマル酸ジエチル。
マレイン酸エステルおよびその誘導体としては以下のものが挙げられる。
マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、メチルマレイン酸ジエチル。
フタル酸エステルおよびその誘導体としては以下のものが挙げられる。
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ2−エチルヘキシル。
テレフタル酸エステルおよびその誘導体としては以下のものが挙げられる。
テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジ2−エチルヘキシル。
これらの中でもメチルマロン酸ジエチル、エチルマロン酸ジエチル、ブチルマロン酸ジエチルが高温保存特性の向上効果が大きいため特に好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
[1-3-8. Dicarboxylic acid ester)
Although there is no restriction | limiting in particular as a dicarboxylic acid ester, The following are mentioned as an example.
Malonic esters and derivatives thereof, succinic esters and derivatives thereof, adipic esters and derivatives thereof, fumaric esters and derivatives thereof, maleic esters and derivatives thereof, phthalic esters and derivatives thereof, terephthalic esters and derivatives thereof.
The malonic esters and derivatives thereof include the following.
Dimethyl malonate, diethyl malonate, diethyl methyl malonate, diethyl ethyl malonate, diethyl butyl malonate, divinyl malonate, diallyl malonate, dipropargyl malonate.
The following are mentioned as a succinic ester and its derivative (s).
Dimethyl succinate, diethyl succinate, diethyl methyl succinate, diethyl dimethyl succinate, diethyl tetramethyl succinate, divinyl succinate, diallyl succinate, dipropargyl succinate.
The following are mentioned as an adipic acid ester and its derivative (s).
Dimethyl adipate, diethyl adipate, diethyl methyl adipate, diethyl dimethyl adipate, diethyl tetramethyl adipate, divinyl adipate, diallyl adipate, dipropargyl adipate.
The fumaric acid esters and derivatives thereof include the following.
Dimethyl fumarate, diethyl fumarate, diethyl methyl fumarate.
The following are mentioned as a maleic acid ester and its derivative (s).
Dimethyl maleate, diethyl maleate, diethyl methyl maleate.
The following are mentioned as a phthalic acid ester and its derivative (s).
Dimethyl phthalate, diethyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate.
The following are mentioned as a terephthalic acid ester and its derivative (s).
Dimethyl terephthalate, diethyl terephthalate, di-2-ethylhexyl terephthalate.
Of these, diethyl methylmalonate, diethylethylmalonate, and diethylbutylmalonate are particularly preferred because of their high temperature storage property improving effect. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液のジカルボン酸エステルの含有量は、0.01質量%以上が好ましく、0.1質量%以上が更に好ましく、0.5質量%以上が最も好ましい。また、5質量%以下の含有量で用いることが好ましく、4質量%以下の含有量で用いることがさらに好ましく、3質量%以下の含有量で用いることが最も好ましい。上記範囲の含有量で用いることで、高温保存特性の向上効果を十分に得ることができると共に、不要なサイクル特性の低下を抑制することができる。   The content of the dicarboxylic acid ester in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and most preferably 0.5% by mass or more. Further, it is preferably used at a content of 5% by mass or less, more preferably at a content of 4% by mass or less, and most preferably at a content of 3% by mass or less. By using the content in the above range, the effect of improving the high-temperature storage characteristics can be sufficiently obtained, and unnecessary deterioration of the cycle characteristics can be suppressed.

〔1−4.電解質〕
本発明の非水系電解液に用いる電解質に制限は無く、目的とする非水系電解液二次電池に電解質として用いられるものであれば公知のものを任意に採用することができる。本発明の非水系電解液をリチウム二次電池に用いる場合には、通常は、電解質としてリチウム塩を用いる。
[1-4. Electrolytes〕
The electrolyte used for the non-aqueous electrolyte of the present invention is not limited, and any known electrolyte can be used as long as it is used as an electrolyte in the intended non-aqueous electrolyte secondary battery. When the non-aqueous electrolyte of the present invention is used for a lithium secondary battery, a lithium salt is usually used as an electrolyte.

電解質の具体例としては、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiSO3F、LiN(FSO22等の無機リチウム塩;
LiCF3SO3、LiN(FSO2)(CF3SO2)、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、リチウム環状1,3−ヘキサフルオロプロパンジスルホニルイミド、リチウム環状1,2−テトラフルオロエタンジスルホニルイミド、LiN(CF3SO2)(C49SO2)、LiC(CF3SO23、LiPF4(CF32、LiPF4(C252、LiPF4(CF3SO22、LiPF4(C25SO22、LiBF2(CF32、LiBF2(C252、LiBF2(CF3SO22、LiBF2(C25SO22等の含フッ素有機リチウム塩;
リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェート等の含ジカルボン酸錯体リチウム塩などが挙げられる。
Specific examples of the electrolyte include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiSO 3 F, and LiN (FSO 2 ) 2 ;
LiCF 3 SO 3 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,3-hexafluoropropane disulfonylimide, lithium cyclic 1,2-tetrafluoroethane disulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2) (C 4 F 9 SO 2), LiC (CF 3 SO 2) 3, LiPF 4 (CF 3) 2, LiPF 4 (C 2 F 5) 2, LiPF 4 (CF 3 SO 2) 2, LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2) 2, LiBF 2 (CF 3) 2, LiBF 2 (C 2 F 5) 2, LiBF 2 (CF Fluorinated organic lithium salts such as 3 SO 2 ) 2 and LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ;
Examples thereof include lithium salts of dicarboxylic acid complexes such as lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate, lithium tris (oxalato) phosphate, lithium difluorobis (oxalato) phosphate, and lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate.

これらのうち、非水溶媒への溶解性・解離度、電気伝導度及び得られる電池特性の点から、LiPF6、LiBF4、LiSO3F、LiN(FSO22、LiN(FSO2)(CF3SO2)、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェートが好ましく、特にLiPF6、LiBF4が好ましい。Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSO 3 F, LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (FSO 2 ) (LiSO 4 ) from the viewpoint of solubility and dissociation degree in non-aqueous solvent, electric conductivity and obtained battery characteristics. CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate, lithium tris (oxalato) phosphate, lithium difluorobis ( Oxalato) phosphate and lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate are preferred, and LiPF 6 and LiBF 4 are particularly preferred.

また、電解質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。中でも、特定の無機リチウム塩の2種を併用したり、無機リチウム塩と含フッ素有機リチウム塩とを併用したりすると、トリクル充電時のガス発生が抑制されたり、高温保存後の劣化が抑制されるので好ましい。特に、LiPF6とLiBF4との併用や、LiPF6、LiBF4等の無機リチウム塩と、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22等の含フッ素有機リチウム塩とを併用することが好ましい。In addition, one kind of the electrolyte may be used alone, or two or more kinds may be used in any combination and in any ratio. Above all, when two kinds of specific inorganic lithium salts are used in combination or an inorganic lithium salt and a fluorine-containing organic lithium salt are used in combination, gas generation during trickle charging is suppressed, and deterioration after high-temperature storage is suppressed. This is preferred. In particular, the combination and the LiPF 6 and LiBF 4, and an inorganic lithium salt such as LiPF 6, LiBF 4, LiCF 3 SO 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, etc. It is preferable to use together with a fluorine-containing organic lithium salt.

更に、LiPF6とLiBF4とを併用する場合、電解質全体に対してLiBF4が通常0.01質量%以上、50質量%以下の比率で含有されていることが好ましい。上記比率は、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、一方、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、特に好ましくは5質量%以下、最も好ましくは3質量%以下である。比率が上記範囲にあることにより、所望の効果を得やすくなり、また、LiBF4の低い解離度により、電解液の抵抗を高くすることを抑制する。Further, when LiPF 6 and LiBF 4 are used in combination, it is preferable that LiBF 4 be contained in a proportion of usually 0.01% by mass or more and 50% by mass or less based on the whole electrolyte. The ratio is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, while preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, particularly preferably 5% by mass or less, Most preferably, it is at most 3% by mass. When the ratio is in the above range, a desired effect can be easily obtained, and the increase in the resistance of the electrolytic solution due to the low dissociation degree of LiBF 4 can be suppressed.

一方、LiPF6、LiBF4等の無機リチウム塩と、LiSO3F、LiN(FSO22等の無機リチウム塩や、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、リチウム環状1,3−ヘキサフルオロプロパンジスルホニルイミド、リチウム環状1,2−テトラフルオロエタンジスルホニルイミド、LiN(CF3SO2)(C49SO2)、LiC(CF3SO23、LiPF4(CF32、LiPF4(C252、LiPF4(CF3SO22、LiPF4(C25SO22、LiBF2(CF32、LiBF2(C252、LiBF2(CF3SO22、LiBF2(C25SO22等の含フッ素有機リチウム塩や、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムトリ(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェート等の含ジカルボン酸錯体リチウム塩等とを併用する場合、電解質全体に占める無機リチウム塩の割合は、通常70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、また、通常99質量%以下、好ましくは95質量%以下である。On the other hand, inorganic lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 , inorganic lithium salts such as LiSO 3 F and LiN (FSO 2 ) 2 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and LiN (C 2 F) 5 SO 2) 2, lithium cyclic 1,3-hexafluoropropane disulfonylimide, lithium cyclic 1,2-tetrafluoroethane disulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2) (C 4 F 9 SO 2), LiC ( CF 3 SO 2 ) 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 2 ( Fluorinated organic lithium salts such as CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , and lithium bis (oxalato) Borate, lithium tri When used in combination with a lithium salt of a dicarboxylic acid complex such as (oxalato) phosphate, lithium difluorooxalatoborate, lithium tri (oxalato) phosphate, lithium difluorobis (oxalato) phosphate, lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate, the entire electrolyte is used. Is usually 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and usually 99% by mass or less, preferably 95% by mass or less.

本発明の非水系電解液中におけるリチウム塩の濃度は、本発明の要旨を損なわない限り任意であるが、通常0.5mol/L以上、好ましくは0.6mol/L以上、より好ましくは0.8mol/L以上である。また、通常3mol/L以下、好ましくは2mol/L以下、より好ましくは1.8mol/L以下、更に好ましくは1.6mol/L以下の範囲である。リチウム塩の濃度が上記範囲にあることにより、非水系電解液の電気伝導率が十分となり、また、粘度上昇による電気伝導率が低下、本発明の非水系電解液を用いた非水系電解液二次電池の性能の低下を抑制する。   The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is arbitrary as long as the gist of the present invention is not impaired, but is usually 0.5 mol / L or more, preferably 0.6 mol / L or more, more preferably 0.1 mol / L or more. 8 mol / L or more. In addition, the range is usually 3 mol / L or less, preferably 2 mol / L or less, more preferably 1.8 mol / L or less, and still more preferably 1.6 mol / L or less. When the concentration of the lithium salt is in the above range, the electric conductivity of the non-aqueous electrolytic solution becomes sufficient, and the electric conductivity decreases due to the increase in viscosity, and the non-aqueous electrolytic solution using the non-aqueous electrolytic solution of the present invention. A decrease in the performance of the secondary battery is suppressed.

〔1−5.非水溶媒〕
本発明の非水系電解液が含有する非水溶媒としては、従来から非水系電解液の溶媒として公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
通常使用される非水溶媒の例としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、鎖状及び環状カルボン酸エステル、鎖状及び環状エーテル、含リン有機溶媒、含硫黄有機溶媒、芳香族含フッ素溶媒等が挙げられる。
[1-5. Non-aqueous solvent)
The non-aqueous solvent contained in the non-aqueous electrolyte of the present invention can be appropriately selected from those conventionally known as solvents for non-aqueous electrolytes.
Examples of commonly used non-aqueous solvents include cyclic carbonate, chain carbonate, chain and cyclic carboxylic acid ester, chain and cyclic ether, phosphorus-containing organic solvent, sulfur-containing organic solvent, aromatic fluorinated solvent and the like. No.

環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネートが挙げられ、環状カーボネートの炭素数は、通常3以上6以下である。これらの中でも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートは、誘電率が高いため電解質が溶解し易く、非水系電解液二次電池にしたときにサイクル特性が良いという点で好ましい。   Examples of the cyclic carbonate include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate, and the carbon number of the cyclic carbonate is usually 3 or more and 6 or less. Among them, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable in that the electrolyte is easily dissolved due to high dielectric constant, and the cycle characteristics are good when used in a non-aqueous electrolyte secondary battery.

鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート等の鎖状カーボネートが挙げられ、構成するアルキル基の炭素数は、1以上5以下が好ましく、特に好ましくは1以上4以下である。中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが電池特性向上の点から好ましい。また、アルキル基の水素の一部をフッ素で置換した鎖状カーボネート類も挙げられる。フッ素で置換した鎖状カーボネートとしては、ビス(フルオロメチル)カーボネート、ビス(ジフルオロメチル)カーボネート、ビス(トリフルオロメチル)カーボネート、ビス(2−フルオロエチル)カーボネート、ビス(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、2−フルオロエチルメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルメチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート等が挙げられる。   Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, and chain carbonates such as di-n-propyl carbonate. The number of carbon atoms is preferably 1 or more and 5 or less, particularly preferably 1 or more and 4 or less. Among them, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are preferable from the viewpoint of improving battery characteristics. Further, chain carbonates in which a part of hydrogen of an alkyl group is substituted with fluorine are also included. Examples of the chain carbonate substituted with fluorine include bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoromethyl) carbonate, bis (trifluoromethyl) carbonate, bis (2-fluoroethyl) carbonate, and bis (2,2-difluoroethyl) Examples thereof include carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, 2-fluoroethylmethyl carbonate, 2,2-difluoroethylmethyl carbonate, and 2,2,2-trifluoroethylmethyl carbonate.

鎖状カルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸t−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、吉草酸メチル、吉草酸エチル、ピバル酸メチル、ピバル酸エチル等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した鎖状カルボン酸エステルが挙げられる。フッ素で置換した鎖状カルボン酸エステルとしては、トリフルオロ酢酸メチル、トリフルオロ酢酸エチル、トリフルオロ酢酸プロピル、トリフルオロ酢酸ブチル、トリフルオロ酢酸2,2,2−トリフルオロエチル等が挙げられる。この中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、吉草酸メチル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、ピバル酸メチルが電池特性向上の点から好ましい。
環状カルボン酸エステルとしては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した環状カルボン酸エステルが挙げられる。これらの中でも、γ−ブチロラクトンがより好ましい。
Examples of the chain carboxylic acid ester include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, sec-butyl acetate, isobutyl acetate, t-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, and propionic acid. Isopropyl, methyl butyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, methyl valerate, ethyl valerate, methyl pivalate, ethyl pivalate, etc., and chains in which hydrogen has been partially substituted with fluorine for these compounds Carboxylic acid esters. Examples of the chain carboxylic acid ester substituted with fluorine include methyl trifluoroacetate, ethyl trifluoroacetate, propyl trifluoroacetate, butyl trifluoroacetate, and 2,2,2-trifluoroethyl trifluoroacetate. Among them, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, methyl valerate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, and methyl pivalate are batteries. It is preferable from the viewpoint of improving characteristics.
Examples of the cyclic carboxylate include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and the like, and cyclic carboxylate in which a part of hydrogen of these compounds is substituted with fluorine. Among these, γ-butyrolactone is more preferred.

鎖状エーテルとしては、ジメトキシメタン、1,1−ジメトキシエタン、1,2−ジメトキシエタン、ジエトキシメタン、1,1−ジエトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、エトキシメトキシメタン、1,1−エトキシメトキシエタン、1,2−エトキシメトキシエタン等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した鎖状エーテルが挙げられる。フッ素で置換した鎖状エーテルとして、ビス(トリフルオロエトキシ)エタン、エトキシトリフルオロエトキシエタン、メトキシトリフルオロエトキシエタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロ−3−メトキシ−4−トリフルオロメチル−ペンタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロ−3−エトキシ−4−トリフルオロメチル−ペンタン、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5−デカフルオロ−3−プロポキシ−4−トリフルオロメチル−ペンタン、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル、2,2−ジフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタンがより好ましい。
環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した環状エーテルが挙げられる。
As the chain ether, dimethoxymethane, 1,1-dimethoxyethane, 1,2-dimethoxyethane, diethoxymethane, 1,1-diethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, ethoxymethoxymethane, 1,1 -Ethoxymethoxyethane, 1,2-ethoxymethoxyethane, and the like, and chain ethers obtained by substituting a part of hydrogen of these compounds with fluorine. As a chain ether substituted with fluorine, bis (trifluoroethoxy) ethane, ethoxytrifluoroethoxyethane, methoxytrifluoroethoxyethane, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-deca Fluoro-3-methoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoro-3-ethoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1 , 1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoro-3-propoxy-4-trifluoromethyl-pentane, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2 Examples include 3,3-tetrafluoropropyl ether, 2,2-difluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, and the like. Among these, 1,2-dimethoxyethane and 1,2-diethoxyethane are more preferred.
Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxane, and the like, and cyclic ethers in which a part of hydrogen of these compounds is substituted with fluorine.

含リン有機溶媒としては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸ジメチルエチル、リン酸メチルジエチル、リン酸エチレンメチル、リン酸エチレンエチル、リン酸トリフェニル、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル、トリメチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンオキシド等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した含リン有機溶媒が挙げられる。フッ素で置換した含リン有機溶媒として、リン酸トリス(2,2,2−トリフルオロエチル)、リン酸トリス(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)などが挙げられる。   Examples of the phosphorus-containing organic solvent include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, dimethylethyl phosphate, methyl diethyl phosphate, ethylene methyl phosphate, ethylene ethyl phosphate, triphenyl phosphate, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, Examples include triphenyl phosphite, trimethyl phosphine oxide, triethyl phosphine oxide, triphenyl phosphine oxide, and the like, and phosphorus-containing organic solvents in which a part of hydrogen of these compounds is substituted with fluorine. Examples of the phosphorus-containing organic solvent substituted with fluorine include tris (2,2,2-trifluoroethyl) phosphate and tris (2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) phosphate.

含硫黄有機溶媒としては、スルホラン、2−メチルスルホラン、3−メチルスルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチルメチルスルホン、メチルプロピルスルホン、ジメチルスルホキシド、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、エタンスルホン酸メチル、エタンスルホン酸エチル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸ジブチル等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した含硫黄有機溶媒が挙げられる。   Examples of the sulfur-containing organic solvent include sulfolane, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, dimethylsulfone, diethylsulfone, ethylmethylsulfone, methylpropylsulfone, dimethylsulfoxide, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, and methyl ethanesulfonate , Ethyl ethanesulfonate, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, dibutyl sulfate, and the like, and sulfur-containing organic solvents obtained by substituting a part of hydrogen of these compounds with fluorine.

芳香族含フッ素溶媒としては、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、トリフルオロベンゼン、テトラフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド等が挙げられる。   Examples of the aromatic fluorinated solvent include fluorobenzene, difluorobenzene, trifluorobenzene, tetrafluorobenzene, pentafluorobenzene, hexafluorobenzene, benzotrifluoride and the like.

上記の非水溶媒の中でも、環状カーボネートであるエチレンカーボネート及び/又はプロピレンカーボネートを用いることが好ましく、更にこれらと鎖状カーボネートとを併用することが電解液の高い電導度と低い粘度を両立できる点から好ましい。   Among the above non-aqueous solvents, it is preferable to use ethylene carbonate and / or propylene carbonate, which are cyclic carbonates. Further, when these are used in combination with a chain carbonate, both high conductivity and low viscosity of the electrolytic solution can be achieved. Is preferred.

非水溶媒は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。2種以上を併用する場合、例えば環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、非水溶媒中に占める鎖状カーボネートの好適な含有量は、通常20体積%以上、好ましくは40体積%以上、また、通常95体積%以下、好ましくは90体積%以下である。一方、非水溶媒中に占める環状カーボネートの好適な含有量は、通常5体積%以上、好ましくは10体積%以上、また、通常80体積%以下、好ましくは60体積%以下である。鎖状カーボネートの割合が上記範囲にあることにより、非水系電解液の粘度上昇を抑制し、また、電解質であるリチウム塩の解離度の低下による非水系電解液の電気伝導率低下を抑制する。なお、本明細書において、非水溶媒の体積は25℃での測定値であるが、エチレンカーボネートのように25℃で固体のものは融点での測定値を用いる。   One type of non-aqueous solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and in any ratio. When two or more kinds are used in combination, for example, when a cyclic carbonate and a chain carbonate are used in combination, a suitable content of the chain carbonate in the nonaqueous solvent is usually 20% by volume or more, preferably 40% by volume or more. Further, it is usually 95% by volume or less, preferably 90% by volume or less. On the other hand, a suitable content of the cyclic carbonate in the nonaqueous solvent is usually 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, and usually 80% by volume or less, preferably 60% by volume or less. When the proportion of the chain carbonate is in the above range, the increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte is suppressed, and the decrease in the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte due to the decrease in the degree of dissociation of the lithium salt as the electrolyte is suppressed. In the present specification, the volume of the nonaqueous solvent is a value measured at 25 ° C., but for a solid such as ethylene carbonate at 25 ° C., the value measured at the melting point is used.

〔1−5.その他の添加剤〕
本発明の非水系電解液は、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、各種の添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、従来公知のものを任意に用いることができる。尚、添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[1-5. Other additives)
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention may contain various additives as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. As the additive, conventionally known additives can be arbitrarily used. One type of additive may be used alone, or two or more types may be used in any combination and in any ratio.

(過充電防止剤)
過充電防止剤の具体例としては、2−メチルビフェニル、2−エチルビフェニル等のアルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロペンチルベンゼン、シス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、シス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン、エチルフェニルカーボネート、トリス(2−t−アミルフェニル)ホスフェート、トリス(3−t−アミルフェニル)ホスフェート、トリス(4−t−アミルフェニル)ホスフェート、トリス(2−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(3−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(4−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリトリルホスフェート、トリ(t-ブチルフェニル)ホスフェート、メチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート等の芳香族化合物;2−フルオロビフェニル、3−フルオロビフェニル、4−フルオロビフェニル、4,4’−ジフルオロビフェニル、2,4−ジフルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の芳香族化合物の部分フッ素化物;2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等が挙げられる。
(Overcharge prevention agent)
Specific examples of the overcharge inhibitor include alkylbiphenyls such as 2-methylbiphenyl and 2-ethylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyls, cyclopentylbenzene, cis-1-propyl-4-phenylcyclohexane, trans -1-propyl-4-phenylcyclohexane, cis-1-butyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-butyl-4-phenylcyclohexane, diphenyl ether, dibenzofuran, ethylphenyl carbonate, tris (2-t-amylphenyl) phosphate , Tris (3-t-amylphenyl) phosphate, tris (4-t-amylphenyl) phosphate, tris (2-cyclohexylphenyl) phosphate, tris (3-cyclohexylphenyl) phosphate, tris (4-cyclohexyl) Aromatic compounds such as (silphenyl) phosphate, triphenylphosphate, tolylphosphate, tri (t-butylphenyl) phosphate, methylphenylcarbonate and diphenylcarbonate; 2-fluorobiphenyl, 3-fluorobiphenyl, 4-fluorobiphenyl, Partially fluorinated aromatic compounds such as 4'-difluorobiphenyl, 2,4-difluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene; 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, Fluorine-containing anisole compounds such as 6-difluoroanisole and 3,5-difluoroanisole.

非水系電解液中におけるこれらの過充電防止剤の含有量は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上、また、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下である。濃度が上記範囲にあることにより、所望する過充電防止剤の効果が発現しやすくなり、また、高温保存特性等の電池の特性の低下を抑制する。非水系電解液に過充電防止剤を含有させることによって、過充電による非水系電解液二次電池の破裂を抑制することができ、非水系電解液二次電池の安定性が向上するので好ましい。   The content of these overcharge inhibitors in the non-aqueous electrolyte is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 0.5% by mass or more. It is at least 5 mass%, preferably at most 5 mass%, preferably at most 3 mass%, more preferably at most 2 mass%. When the concentration is in the above range, the desired effect of the overcharge preventing agent is easily exerted, and the deterioration of battery characteristics such as high-temperature storage characteristics is suppressed. By including an overcharge inhibitor in the non-aqueous electrolyte, the rupture of the non-aqueous electrolyte secondary battery due to overcharge can be suppressed, and the stability of the non-aqueous electrolyte secondary battery is preferably improved.

他の助剤としては、エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート、メトキシエチル−エチルカーボネート、エトキシエチル−メチルカーボネート、エトキシエチル−エチルカーボネート等のカーボネート化合物;2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン及びN−メチルスクシイミド等の含窒素化合物;ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、n−ブチルシクロヘキサン、t−ブチルシクロヘキサン、ジシクロヘキシル等の炭化水素化合物;メチルジメチルホスフィネート、エチルジメチルホスフィネート、エチルジエチルホスフィネート、トリメチルホスホノフォルメート、トリエチルホスホノフォルメート、トリメチルホスホノアセテート、トリエチルホスホノアセテート、トリメチル−3−ホスホノプロピオネート、トリエチル−3−ホスホノプロピオネート等の含リン化合物、無水コハク酸、メチル無水コハク酸、4,4−ジメチル無水コハク酸、4,5−ジメチル無水コハク酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、ジメチル無水マレイン酸、フェニル無水マレイン酸、ジフェニル無水マレイン酸、無水フタル酸、シクロヘキサン1,2−ジカルボン酸無水物、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水アクリル酸、無水メタクリル酸などの酸無水物が挙げられる。これらのうち、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水メタクリル酸がサイクル特性向上や高温保存特性向上の点から好ましい。これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。   Other auxiliaries include carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate, methoxyethyl-ethyl carbonate, ethoxyethyl-methyl carbonate, and ethoxyethyl-ethyl carbonate; Spiro compounds such as 1,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane and 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane; 1-methyl-2-pyrrolidinone , 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylsuccinimide and other nitrogen-containing compounds; heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane Heptane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane Hydrocarbon compounds such as propylcyclohexane, n-butylcyclohexane, t-butylcyclohexane, and dicyclohexyl; methyldimethylphosphinate, ethyldimethylphosphinate, ethyldiethylphosphinate, trimethylphosphonoformate, triethylphosphonoformate, trimethylphosphono Acetate, triethylphosphonoacetate, phosphorus-containing compounds such as trimethyl-3-phosphonopropionate, triethyl-3-phosphonopropionate, succinic anhydride, methyl succinic anhydride, 4,4-dimethyl succinic anhydride, 4,5-dimethyl succinic anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, dimethyl maleic anhydride, phenyl maleic anhydride, diphenyl maleic anhydride, phthalic anhydride, cyclohexane 1,2-dica Bon acid anhydride, acetic anhydride, propionic anhydride, acrylic anhydride include acid anhydride such as methacrylic acid. Of these, succinic anhydride, maleic anhydride, and methacrylic anhydride are preferred from the viewpoint of improving cycle characteristics and high-temperature storage characteristics. These may be used alone or in combination of two or more.

非水系電解液中におけるこれらの助剤の含有量は、特に制限はないが、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上であり、通常8質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下である。これらの助剤を添加することは、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させる点で好ましい。この濃度が上記範囲にあることにより、助剤の効果が発現しやすくなり、また、高率荷放電特性等の電池の特性の低下を抑制する。   The content of these auxiliaries in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more. It is usually at most 8% by mass, preferably at most 5% by mass, more preferably at most 3% by mass, further preferably at most 2% by mass. The addition of these auxiliaries is preferable in that the capacity retention characteristics after high-temperature storage and the cycle characteristics are improved. When the concentration is in the above range, the effect of the auxiliary agent is easily exerted, and the deterioration of battery characteristics such as high-rate discharge characteristics is suppressed.

〔2.負極〕
以下に負極に使用される負極活物質について述べる。負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。具体例としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
[2. Negative electrode)
The negative electrode active material used for the negative electrode will be described below. The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. Specific examples include a carbonaceous material, an alloy-based material, and a lithium-containing metal composite oxide material. These may be used alone or in any combination of two or more.

<負極活物質>
負極活物質としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。
<Negative electrode active material>
Examples of the negative electrode active material include a carbonaceous material, an alloy-based material, and a lithium-containing metal composite oxide material.

炭素質材料としては、(1)天然黒鉛、(2)人造黒鉛、(3)非晶質炭素、(4)炭素被覆黒鉛、(5)黒鉛被覆黒鉛、(6)樹脂被覆黒鉛等が挙げられる。   Examples of the carbonaceous material include (1) natural graphite, (2) artificial graphite, (3) amorphous carbon, (4) carbon-coated graphite, (5) graphite-coated graphite, and (6) resin-coated graphite. .

(1)天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土壌黒鉛及び/又はこれらの黒鉛を原料に球形化や緻密化等の処理を施した黒鉛粒子等が挙げられる。これらの中でも、粒子の充填性や充放電レート特性の観点から、球形化処理を施した球状もしくは楕円体状の黒鉛が特に好ましい。   (1) Examples of the natural graphite include flaky graphite, flaky graphite, soil graphite, and / or graphite particles obtained by subjecting these graphites to raw materials such as spheroidization and densification. Among these, spherical or ellipsoidal graphite that has been subjected to a spheroidizing treatment is particularly preferable from the viewpoint of the filling properties of the particles and the charge / discharge rate characteristics.

球形化処理に用いる装置としては、例えば、衝撃力を主体に粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を繰り返し粒子に与える装置を用いることができる。具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された炭素材に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、球形化処理を行なう装置が好ましい。また、炭素材を循環させることによって機械的作用を繰り返して与える機構を有するものであるのが好ましい。   As an apparatus used for the spheroidizing treatment, for example, an apparatus that repeatedly applies mechanical action such as compression, friction, and shearing force including particle interaction mainly to impact force to particles can be used. Specifically, the casing has a rotor with a number of blades installed inside, and the rotor rotates at a high speed, so that mechanical action such as impact compression, friction, and shearing force is applied to the carbon material introduced therein. And a device for performing a sphering treatment is preferable. Further, it is preferable to have a mechanism for repeatedly giving a mechanical action by circulating the carbon material.

(2)人造黒鉛としては、コールタールピッチ、石炭系重質油、常圧残油、石油系重質油、芳香族炭化水素、窒素含有環状化合物、硫黄含有環状化合物、ポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、天然高分子、ポリフェニレンサイルファイド、ポリフェニレンオキシド、フルフリルアルコール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂などの有機化合物を、通常2500℃以上、通常3200℃以下の範囲の温度で黒鉛化し、必要に応じて粉砕及び/又は分級して製造されたものが挙げられる。この際、珪素含有化合物やホウ素含有化合物などを黒鉛化触媒として用いることもできる。また、ピッチの熱処理過程で分離したメソカーボンマイクロビーズを黒鉛化して得た人造黒鉛が挙げられる。更に一次粒子からなる造粒粒子の人造黒鉛も挙げられる。例えば、メソカーボンマイクロビーズや、コークス等の黒鉛化可能な炭素質材料粉体とタール、ピッチ等の黒鉛化可能なバインダーと黒鉛化触媒を混合し、黒鉛化し、必要に応じて粉砕することで得られる、扁平状の粒子を複数、配向面が非平行となるように集合又は結合した黒鉛粒子が挙げられる。   (2) As artificial graphite, coal tar pitch, coal-based heavy oil, atmospheric residual oil, petroleum-based heavy oil, aromatic hydrocarbon, nitrogen-containing cyclic compound, sulfur-containing cyclic compound, polyphenylene, polyvinyl chloride, Organic compounds such as polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, natural polymers, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, and imide resin are usually in the range of 2500 ° C. or higher and usually 3200 ° C. or lower. Examples thereof include those manufactured by graphitization at a temperature, and pulverized and / or classified as necessary. At this time, a silicon-containing compound or a boron-containing compound can be used as a graphitization catalyst. Another example is artificial graphite obtained by graphitizing mesocarbon microbeads separated during the pitch heat treatment process. Further, artificial graphite as granulated particles composed of primary particles is also included. For example, by mixing a graphitizable carbonaceous material powder such as mesocarbon microbeads or coke with a graphitizable binder such as tar and pitch and a graphitizing catalyst, graphitizing, and pulverizing as necessary. Examples of the obtained graphite particles include a plurality of obtained flat particles, which are aggregated or bonded so that their alignment planes are non-parallel.

(3)非晶質炭素としては、タール、ピッチ等の易黒鉛化性炭素前駆体を原料に用い、黒鉛化しない温度領域(400〜2200℃の範囲)で1回以上熱処理した非晶質炭素粒子や、樹脂などの難黒鉛化性炭素前駆体を原料に用いて熱処理した非晶質炭素粒子が挙げられる。   (3) As the amorphous carbon, amorphous carbon obtained by using a graphitizable carbon precursor such as tar or pitch as a raw material and heat-treating at least once in a non-graphitizable temperature range (range of 400 to 2200 ° C.) Examples include amorphous carbon particles that have been heat-treated using particles or a non-graphitizable carbon precursor such as a resin as a raw material.

(4)炭素被覆黒鉛としては、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、タール、ピッチや樹脂等の有機化合物である炭素前駆体を混合し、400〜2300℃の範囲で1回以上熱処理し得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、非晶質炭素が核黒鉛を被覆している炭素黒鉛複合体が挙げられる。複合の形態は、表面全体または一部を被覆しても、複数の一次粒子を前記炭素前駆体起源の炭素をバインダーとして複合させたものであってもよい。また、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛にベンゼン、トルエン、メタン、プロパン、芳香族系の揮発分等の炭化水素系ガス等を高温で反応させ、黒鉛表面に炭素を堆積(CVD)させることでも炭素黒鉛複合体を得ることもできる。   (4) The carbon-coated graphite can be obtained by mixing natural graphite and / or artificial graphite with a carbon precursor that is an organic compound such as tar, pitch or resin, and subjecting the mixture to a heat treatment at least once in the range of 400 to 2300 ° C. A carbon graphite composite in which natural graphite and / or artificial graphite is used as core graphite, and amorphous carbon covers the core graphite. The form of the composite may cover the entire surface or a part of the surface, or may be a composite of a plurality of primary particles using the carbon derived from the carbon precursor as a binder. In addition, natural graphite and / or artificial graphite are reacted at high temperature with hydrocarbon gases such as benzene, toluene, methane, propane, and aromatic volatiles to deposit carbon on the graphite surface (CVD). A graphite composite can also be obtained.

(5)黒鉛被覆黒鉛としては、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、タール、ピッチや樹脂等の易黒鉛化性の有機化合物の炭素前駆体を混合し、2400〜3200℃程度の範囲で1回以上熱処理し得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、黒鉛化物が核黒鉛の表面全体または一部を被覆している黒鉛被覆黒鉛が挙げられる。   (5) As the graphite-coated graphite, natural graphite and / or artificial graphite, and a carbon precursor of an easily graphitizable organic compound such as tar, pitch or resin are mixed, and once mixed at a temperature of about 2400 to 3200 ° C. Natural graphite and / or artificial graphite obtained by the above heat treatment is used as nuclear graphite, and graphite-coated graphite in which the graphitized material covers the whole or a part of the surface of the nuclear graphite is exemplified.

(6)樹脂被覆黒鉛としては、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、樹脂等を混合、400℃未満の温度で乾燥し得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、樹脂等が核黒鉛を被覆している樹脂被覆黒鉛が挙げられる。   (6) As the resin-coated graphite, natural graphite and / or artificial graphite is mixed with resin and the like, and the natural graphite and / or artificial graphite obtained by drying at a temperature of less than 400 ° C. is used as core graphite, and the resin and the like are used as core graphite. And resin-coated graphite coating.

また、(1)〜(6)の炭素質材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As the carbonaceous materials (1) to (6), one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and in any ratio.

上記(2)〜(5)に用いられるタール、ピッチや樹脂等の有機化合物としては、石炭系重質油、直流系重質油、分解系石油重質油、芳香族炭化水素、N環化合物、S環化合物、ポリフェニレン、有機合成高分子、天然高分子、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂からなる群より選ばれた炭化可能な有機化合物などが挙げられる。また、原料有機化合物は混合時の粘度を調整するため、低分子有機溶媒に溶解させて用いてもよい。   Examples of the organic compounds such as tar, pitch, and resin used in the above (2) to (5) include coal-based heavy oil, DC-based heavy oil, cracked petroleum heavy oil, aromatic hydrocarbon, and N-ring compound. , An S-ring compound, polyphenylene, an organic synthetic polymer, a natural polymer, a carbonizable organic compound selected from the group consisting of a thermoplastic resin and a thermosetting resin. Further, the raw material organic compound may be used by dissolving it in a low molecular weight organic solvent in order to adjust the viscosity at the time of mixing.

また、核黒鉛の原料となる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛としては、球形化処理を施した天然黒鉛が好ましい。   Further, as natural graphite and / or artificial graphite which is a raw material of nuclear graphite, natural graphite subjected to spheroidizing treatment is preferable.

負極活物質として用いられる合金系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、リチウム単体、リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の化合物のいずれであってもよく、特に制限されない。リチウム合金を形成する単体金属及び合金としては、13族及び14族の金属・半金属元素(即ち炭素を除く)を含む材料であることが好ましく、より好ましくはアルミニウム、ケイ素及びスズの単体金属及びこれら原子を含む合金又は化合物である。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As the alloy-based material used as the negative electrode active material, as long as it can occlude and release lithium, simple lithium, a simple metal and an alloy forming a lithium alloy, or an oxide, carbide, nitride, silicide, sulfide, or the like thereof Or a compound such as a phosphide, and is not particularly limited. The elemental metal or alloy forming the lithium alloy is preferably a material containing a metal or metalloid element of group 13 and 14 (that is, excluding carbon), more preferably an elemental metal of aluminum, silicon and tin and An alloy or a compound containing these atoms. One of these may be used alone, or two or more may be used in any combination and in any ratio.

<炭素質材料の物性>
負極活物質として炭素質材料を用いる場合、以下の物性を有するものであることが望ましい。
<Physical properties of carbonaceous materials>
When a carbonaceous material is used as the negative electrode active material, the material preferably has the following physical properties.

(X線パラメータ)
炭素質材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が、通常0.335nm以上であり、また、通常0.360nm以下であり、0.350nm以下が好ましく、0.345nm以下がさらに好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた炭素質材料の結晶子サイズ(Lc)は、1.0nm以上であることが好ましく、中でも1.5nm以上であることがさらに好ましい。
(X-ray parameters)
The d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) of the carbonaceous material obtained by X-ray diffraction according to the Gakushin method is usually 0.335 nm or more, usually 0.360 nm or less, and 0.350 nm. Or less, more preferably 0.345 nm or less. The crystallite size (Lc) of the carbonaceous material determined by X-ray diffraction according to the Gakushin method is preferably 1.0 nm or more, and more preferably 1.5 nm or more.

(体積基準平均粒径)
炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)であり、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がさらに好ましく、7μm以上が特に好ましく、また、通常100μm以下であり、50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、30μm以下がさらに好ましく、25μm以下が特に好ましい。
(Volume-based average particle size)
The volume-based average particle diameter of the carbonaceous material is a volume-based average particle diameter (median diameter) determined by a laser diffraction / scattering method, and is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and more preferably 7 μm. The above is particularly preferred, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, further preferably 30 μm or less, and particularly preferably 25 μm or less.

体積基準平均粒径が上記範囲を下回ると、不可逆容量が増大して、初期の電池容量の損失を招くことになる場合がある。また、上記範囲を上回ると、塗布により電極を作製する際に、不均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましくない場合がある。   If the volume-based average particle size is below the above range, the irreversible capacity may increase, leading to an initial battery capacity loss. On the other hand, if it exceeds the above range, an uneven coating surface is likely to be formed when producing an electrode by coating, which may be undesirable in a battery manufacturing process.

体積基準平均粒径の測定は、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約10mL)に炭素粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計(例えば、堀場製作所社製LA−700)を用いて行なう。該測定で求められるメジアン径を、本発明の炭素質材料の体積基準平均粒径と定義する。   The volume-based average particle size is measured by dispersing a carbon powder in a 0.2% by mass aqueous solution (about 10 mL) of a surfactant, polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, and then performing a laser diffraction / scattering type particle size distribution. (For example, LA-700 manufactured by Horiba Ltd.). The median diameter determined by the measurement is defined as the volume-based average particle diameter of the carbonaceous material of the present invention.

(ラマンR値)
炭素質材料のラマンR値は、レーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値であり、通常0.01以上であり、0.03以上が好ましく、0.1以上がさらに好ましく、また、通常1.5以下であり、1.2以下が好ましく、1以下がさらに好ましく、0.5以下が特に好ましい。
(Raman R value)
The Raman R value of the carbonaceous material is a value measured using a laser Raman spectrum method, and is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more, more preferably 0.1 or more, and usually 1. 5 or less, preferably 1.2 or less, more preferably 1 or less, particularly preferably 0.5 or less.

ラマンR値が上記範囲を下回ると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトが少なくなる場合がある。即ち、充電受入性が低下する場合がある。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合に電極板と平行方向に結晶が配向しやすくなり、負荷特性の低下を招く場合がある。   If the Raman R value is below the above range, the crystallinity of the particle surface becomes too high, and the number of sites where Li enters between layers may decrease with charge and discharge. That is, charge acceptability may decrease. Further, when the negative electrode is densified by pressing after being applied to the current collector, the crystals are likely to be oriented in a direction parallel to the electrode plate, which may cause a decrease in load characteristics.

一方、ラマンR値が上記範囲を上回ると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く場合がある。   On the other hand, when the Raman R value exceeds the above range, the crystallinity of the particle surface is reduced, the reactivity with the non-aqueous electrolyte is increased, and the efficiency may be reduced and the gas generation may be increased.

ラマンスペクトルの測定は、ラマン分光器(例えば、日本分光社製ラマン分光器)を用いて、試料を測定セル内へ自然落下させて充填し、セル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザー光(若しくは半導体レーザー光)を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させることにより行なう。得られるラマンスペクトルについて、1580cm-1付近のピークPAの強度IAと、1360cm-1付近のピークPBの強度IBとを測定し、その強度比R(R=IB/IA)を算出する。該測定で算出されるラマンR値を、本発明の炭素質材料のラマンR値と定義する。The measurement of the Raman spectrum is performed by using a Raman spectrometer (for example, a Raman spectrometer manufactured by JASCO Corporation) to allow the sample to naturally fall into the measurement cell and to fill the cell, and to apply argon ion laser light (or semiconductor This is performed by rotating the cell in a plane perpendicular to the laser beam while irradiating the cell with the laser beam. The resulting Raman spectrum, the intensity I A of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1, and measuring the intensity I B of a peak P B in the vicinity of 1360 cm -1, the intensity ratio R (R = I B / I A) Is calculated. The Raman R value calculated by the measurement is defined as the Raman R value of the carbonaceous material of the present invention.

また、上記のラマン測定条件は、次の通りである。
・レーザー波長:Arイオンレーザー514.5nm(半導体レーザー532nm)
・測定範囲:1100cm-1〜1730cm-1
・ラマンR値:バックグラウンド処理、
・スムージング処理:単純平均、コンボリューション5ポイント
The above Raman measurement conditions are as follows.
・ Laser wavelength: Ar ion laser 514.5 nm (semiconductor laser 532 nm)
- Measuring range: 1100cm -1 ~1730cm -1
Raman R value: background processing,
・ Smoothing processing: Simple average, convolution 5 points

(BET比表面積)
炭素質材料のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値であり、通常0.1m2・g-1以上であり、0.7m2・g-1以上が好ましく、1.0m2・g-1以上がさらに好ましく、1.5m2・g-1以上が特に好ましく、また、通常100m2・g-1以下であり、25m2・g-1以下が好ましく、15m2・g-1以下がさらに好ましく、10m2・g-1以下が特に好ましい。
(BET specific surface area)
BET specific surface area of the carbonaceous material is a value of the measured specific surface area using the BET method is usually 0.1 m 2 · g -1 or more, 0.7 m 2 · g -1 or more, 1. 0 m 2 · g -1 or more, and particularly preferably 1.5 m 2 · g -1 or more, generally not more than 100 m 2 · g -1, preferably 25 m 2 · g -1 or less, 15 m 2 · g -1 or less is more preferable, and 10 m 2 · g -1 or less is particularly preferable.

BET比表面積の値がこの範囲を下回ると、負極材料として用いた場合の充電時にリチウムの受け入れ性が悪くなりやすく、リチウムが電極表面で析出しやすくなり、安定性が低下する可能性がある。一方、この範囲を上回ると、負極材料として用いた時に非水系電解液との反応性が増加し、ガス発生が多くなりやすく、好ましい電池が得られにくい場合がある。   When the value of the BET specific surface area falls below this range, the lithium acceptability at the time of charging when used as a negative electrode material is likely to be poor, lithium is likely to precipitate on the electrode surface, and the stability may be reduced. On the other hand, if it exceeds this range, when used as a negative electrode material, the reactivity with a non-aqueous electrolytic solution increases, gas generation tends to increase, and a preferable battery may not be obtained.

BET法による比表面積の測定は、表面積計(例えば、大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。   The measurement of the specific surface area by the BET method is performed by preliminarily drying the sample at 350 ° C. for 15 minutes under a nitrogen flow using a surface area meter (for example, a fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken), and then measuring the atmospheric pressure. Using a nitrogen helium mixed gas precisely adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen becomes 0.3, the nitrogen adsorption BET one-point method by a gas flow method is used.

<負極の構成と作製法>
電極の製造は、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のいずれの方法を用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって形成することができる。
<Structure of negative electrode and fabrication method>
Any known method can be used for manufacturing the electrode as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, to form a slurry by adding a binder, a solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, and the like to the negative electrode active material, applying the slurry to a current collector, drying, and then pressing the slurry. Can be.

また、合金系材料を用いる場合には、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、上述の負極活物質を含有する薄膜層(負極活物質層)を形成する方法も用いられる。   When an alloy-based material is used, a method of forming a thin film layer (negative electrode active material layer) containing the above-described negative electrode active material by a method such as a vapor deposition method, a sputtering method, and a plating method is also used.

(電極密度)
負極活物質を電極化した際の電極構造は特に制限されないが、集電体上に存在している負極活物質の密度は、1g・cm-3以上が好ましく、1.2g・cm-3以上がさらに好ましく、1.3g・cm-3以上が特に好ましく、また、2.2g・cm-3以下が好ましく、2.1g・cm-3以下がより好ましく、2.0g・cm-3以下がさらに好ましく、1.9g・cm-3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が、上記範囲を上回ると、負極活物質粒子が破壊され、初期不可逆容量の増加や、集電体/負極活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し、単位容積当たりの容量が低下する場合がある。
(Electrode density)
Although the electrode structure when the negative electrode active material is formed into an electrode is not particularly limited, the density of the negative electrode active material present on the current collector is preferably 1 g · cm −3 or more, and more preferably 1.2 g · cm −3 or more. but more preferably, particularly preferably 1.3 g · cm -3 or more, preferably 2.2 g · cm -3 or less, more preferably 2.1 g · cm -3 or less, 2.0 g · cm -3 or less More preferred is 1.9 g · cm -3 or less. When the density of the negative electrode active material existing on the current collector exceeds the above range, the negative electrode active material particles are destroyed, the initial irreversible capacity increases, and the non-aqueous system near the current collector / negative electrode active material interface increases. In some cases, the charge / discharge characteristics of the high current density deteriorate due to the decrease in the permeability of the electrolyte. If the ratio is below the above range, the conductivity between the negative electrode active materials may decrease, the battery resistance may increase, and the capacity per unit volume may decrease.

〔3.正極〕
<正極活物質>
以下に正極に使用される正極活物質(リチウム遷移金属系化合物)について述べる。
[3. Positive electrode)
<Positive electrode active material>
Hereinafter, the positive electrode active material (lithium transition metal-based compound) used for the positive electrode will be described.

<リチウム遷移金属系化合物>
リチウム遷移金属系化合物とは、Liイオンを脱離、挿入することが可能な構造を有する化合物であり、例えば、硫化物やリン酸塩化合物、リチウム遷移金属複合酸化物などが挙げられる。硫化物としては、TiS2やMoS2などの二次元層状構造をもつ化合物や、一般式MexMo68(MeはPb,Ag,Cuをはじめとする各種遷移金属)で表される強固な三次元骨格構造を有するシュブレル化合物などが挙げられる。リン酸塩化合物としては、オリビン構造に属するものが挙げられ、一般的にはLiMePO4(Meは少なくとも1種以上の遷移金属)で表され、具体的にはLiFePO4、LiCoPO4、LiNiPO4、LiMnPO4などが挙げられる。リチウム遷移金属複合酸化物としては、三次元的拡散が可能なスピネル構造や、リチウムイオンの二次元的拡散を可能にする層状構造に属するものが挙げられる。スピネル構造を有するものは、一般的にLiMe24(Meは少なくとも1種以上の遷移金属)と表され、具体的にはLiMn24、LiCoMnO4、LiNi0.5Mn1.54、LiCoVO4などが挙げられる。層状構造を有するものは、一般的にLiMeO2(Meは少なくとも1種以上の遷移金属)と表される。具体的にはLiCoO2、LiNiO2、LiNi1-xCox2、LiNi1-x-yCoxMny2、LiNi0.5Mn0.52、Li1.2Cr0.4Mn0.42、Li1.2Cr0.4Ti0.42、LiMnO2などが挙げられる。
<Lithium transition metal compound>
The lithium transition metal compound is a compound having a structure capable of desorbing and inserting Li ions, and examples thereof include a sulfide, a phosphate compound, and a lithium transition metal composite oxide. The sulfide, and compounds having a two-dimensional layered structure, such as TiS 2 and MoS 2, strong (in Me which various transition metals including Pb, Ag, and Cu) general formula Me x Mo 6 S 8 represented by And the like, and a schurel compound having a three-dimensional skeleton structure. Examples of the phosphate compound include those belonging to an olivine structure, and are generally represented by LiMePO 4 (Me is at least one or more transition metals). Specifically, LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , LiMnPO 4 and the like. Examples of the lithium transition metal composite oxide include those belonging to a spinel structure capable of three-dimensional diffusion and a layered structure capable of two-dimensional diffusion of lithium ions. Those having a spinel structure are generally represented as LiMe 2 O 4 (Me is at least one transition metal), and specifically, LiMn 2 O 4 , LiCoMnO 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , LiCoVO 4 And the like. Those having a layered structure are generally represented as LiMeO 2 (Me is at least one or more transition metals). LiCoO 2 Specifically, LiNiO 2, LiNi 1-x Co x O 2, LiNi 1-xy Co x Mn y O 2, LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2, Li 1.2 Cr 0.4 Mn 0.4 O 2, Li 1.2 Cr 0.4 Ti 0.4 O 2 , LiMnO 2, and the like.

(組成)
また、リチウム含有遷移金属化合物は、例えば、下記組成式(A)または(B)で示されるリチウム遷移金属系化合物であることが挙げられる。
(composition)
The lithium-containing transition metal compound is, for example, a lithium transition metal-based compound represented by the following composition formula (A) or (B).

1)下記組成式(A)で示されるリチウム遷移金属系化合物である場合
Li1+xMO2 ・・・(A)
ただし、xは通常0以上、0.5以下である。Mは、Ni及びMn、或いは、Ni、Mn及びCoから構成される元素であり、Mn/Niモル比は通常0.1以上、5以下である。Ni/Mモル比は通常0以上、0.5以下である。Co/Mモル比は通常0以上、0.5以下である。なお、xで表されるLiのリッチ分は、遷移金属サイトMに置換している場合もある。
1) In the case of a lithium transition metal compound represented by the following composition formula (A): Li 1 + x MO 2 (A)
However, x is usually 0 or more and 0.5 or less. M is an element composed of Ni and Mn or Ni, Mn and Co, and the Mn / Ni molar ratio is usually 0.1 or more and 5 or less. The Ni / M molar ratio is usually 0 or more and 0.5 or less. The Co / M molar ratio is usually 0 or more and 0.5 or less. It should be noted that the rich portion of Li represented by x may be replaced with a transition metal site M.

なお、上記組成式(A)においては、酸素量の原子比は便宜上2と記載しているが、多少の不定比性があってもよい。また、上記組成式中のxは、リチウム遷移金属系化合物の製造段階での仕込み組成である。通常、市場に出回る電池は、電池を組み立てた後に、エージングを行っている。そのため、充放電に伴い、正極のLi量は欠損している場合がある。その場合、組成分析上、3Vまで放電した場合のxが−0.65以上、1以下に測定されることがある。   In the composition formula (A), the atomic ratio of the amount of oxygen is described as 2 for convenience, but there may be some non-stoichiometry. Further, x in the above composition formula is a charged composition in the production stage of the lithium transition metal based compound. Normally, batteries on the market are aged after the batteries are assembled. Therefore, the amount of Li in the positive electrode may be deficient with charge and discharge. In that case, x in the case of discharging to 3 V may be measured to be -0.65 or more and 1 or less in composition analysis.

また、リチウム遷移金属系化合物は、正極活物質の結晶性を高めるために酸素含有ガス雰囲気下で高温焼成を行って焼成されたものが電池特性に優れる。   Further, the lithium transition metal-based compound obtained by firing at a high temperature in an oxygen-containing gas atmosphere in order to enhance the crystallinity of the positive electrode active material has excellent battery characteristics.

さらに、組成式(A)で示されるリチウム遷移金属系化合物は、以下一般式(A’)のとおり、213層と呼ばれるLi2MO3との固溶体であってもよい。
αLi2MO3・(1−α)LiM'O2・・・(A’)
Further, the lithium transition metal-based compound represented by the composition formula (A) may be a solid solution with Li 2 MO 3 called a 213 layer as shown in the following general formula (A ′).
αLi 2 MO 3 · (1-α) LiM'O 2 (A ')

一般式中、αは、0<α<1を満たす数である。
Mは、平均酸化数が4+である少なくとも一種の金属元素であり、具体的には、Mn、Zr、Ti、Ru、Re及びPtからなる群より選択される少なくとも一種の金属元素である。
In the general formula, α is a number satisfying 0 <α <1.
M is at least one metal element having an average oxidation number of 4 + , and specifically, is at least one metal element selected from the group consisting of Mn, Zr, Ti, Ru, Re, and Pt.

M'は、平均酸化数が3+である少なくとも一種の金属元素であり、好ましくは、V、Mn、Fe、Co及びNiからなる群より選択される少なくとも一種の金属元素であり、より好ましくは、Mn、Co及びNiからなる群より選択される少なくとも一種の金属元素である。M ′ is at least one metal element having an average oxidation number of 3 + , preferably at least one metal element selected from the group consisting of V, Mn, Fe, Co and Ni, more preferably , Mn, Co, and Ni.

2)下記一般式(B)で表されるリチウム遷移金属系化合物である場合
Li[LiabMn2-b-a]O4+δ・・・(B)
ただし、Mは、Ni、Cr、Fe、Co、Cu、Zr、Al及びMgから選ばれる遷移金属のうちの少なくとも1種から構成される元素である。
2) If a lithium transition metal-based compound represented by the following general formula (B) Li [Li a M b Mn 2-ba] O 4+ δ ··· (B)
Here, M is an element composed of at least one of transition metals selected from Ni, Cr, Fe, Co, Cu, Zr, Al and Mg.

bの値は通常0.4以上、0.6以下である。
bの値がこの範囲であれば、リチウム遷移金属系化合物における単位重量当たりのエネルギー密度が高い。
The value of b is usually 0.4 or more and 0.6 or less.
When the value of b is within this range, the energy density per unit weight of the lithium transition metal-based compound is high.

また、aの値は通常0以上、0.3以下である。また、上記組成式中のaは、リチウム遷移金属系化合物の製造段階での仕込み組成である。通常、市場に出回る電池は、電池を組み立てた後に、エージングを行っている。そのため、充放電に伴い、正極のLi量は欠損している場合がある。その場合、組成分析上、3Vまで放電した場合のaが−0.65以上、1以下に測定されることがある。   The value of a is usually 0 or more and 0.3 or less. In addition, a in the above composition formula is a charged composition in a production stage of the lithium transition metal-based compound. Normally, batteries on the market are aged after the batteries are assembled. Therefore, the amount of Li in the positive electrode may be deficient with charge and discharge. In that case, a in the case of discharging to 3 V may be measured to be -0.65 or more and 1 or less in composition analysis.

aの値がこの範囲であれば、リチウム遷移金属系化合物における単位重量当たりのエネルギー密度を大きく損なわず、かつ、良好な負荷特性が得られる。   When the value of a is within this range, the energy density per unit weight of the lithium transition metal compound is not significantly impaired, and good load characteristics can be obtained.

さらに、δの値は通常±0.5の範囲である。
δの値がこの範囲であれば、結晶構造としての安定性が高く、このリチウム遷移金属系化合物を用いて作製した電極を有する電池のサイクル特性や高温保存が良好である。
Further, the value of δ is usually in the range of ± 0.5.
When the value of δ is in this range, the stability as a crystal structure is high, and the cycle characteristics and high-temperature storage of a battery having an electrode manufactured using this lithium transition metal-based compound are good.

ここでリチウム遷移金属系化合物の組成であるリチウムニッケルマンガン系複合酸化物におけるリチウム組成の化学的な意味について、以下により詳細に説明する。   Here, the chemical meaning of the lithium composition in the lithium-nickel-manganese-based composite oxide, which is the composition of the lithium transition metal-based compound, will be described in more detail below.

上記リチウム遷移金属系化合物の組成式のa,bを求めるには、各遷移金属とリチウムを誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP−AES)で分析して、Li/Ni/Mnの比を求めることで計算される。   In order to obtain a and b in the composition formula of the lithium transition metal-based compound, each transition metal and lithium are analyzed by an inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-AES) to obtain a ratio of Li / Ni / Mn. It is calculated by

構造的視点では、aに係るリチウムは、同じ遷移金属サイトに置換されて入っていると考えられる。ここで、aに係るリチウムによって、電荷中性の原理によりMとマンガンの平均価数が3.5価より大きくなる。   From a structural point of view, it is considered that the lithium related to a is substituted into the same transition metal site. Here, the average valence of M and manganese becomes larger than 3.5 due to the charge neutrality principle due to lithium according to a.

また、上記リチウム遷移金属系化合物は、フッ素置換されていてもよく、LiMn24x2xと表記される。Further, the lithium transition metal based compound may be substituted with fluorine, LiMn 2 O 4 - is denoted as x F 2x.

(ブレンド)
上記の組成のリチウム遷移金属系化合物の具体例としては、例えば、Li1+xNi0.5Mn0.52、Li1+xNi0.85Co0.10Al0.052、Li1+xNi0.33Mn0.33Co0.332、Li1+xNi0.45Mn0.45Co0.12、Li1+xMn1.8Al0.24、Li1+xMn1.5Ni0.54等が挙げられる。これらのリチウム遷移金属系化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上をブレンドして用いてもよい。
(blend)
Specific examples of the lithium transition metal compound having the above composition include, for example, Li 1 + x Ni 0.5 Mn 0.5 O 2 , Li 1 + x Ni 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , and Li 1 + x Ni 0.33 Mn 0.33 Co Examples include 0.33 O 2 , Li 1 + x Ni 0.45 Mn 0.45 Co 0.1 O 2 , Li 1 + x Mn 1.8 Al 0.2 O 4 , and Li 1 + x Mn 1.5 Ni 0.5 O 4 . These lithium transition metal-based compounds may be used alone or in a combination of two or more.

(異元素導入)
また、リチウム遷移金属系化合物は、異元素が導入されてもよい。異元素としては、B,Na,Mg,Al,K,Ca,Ti,V,Cr,Fe,Cu,Zn,Sr,Y,Zr,Nb,Ru,Rh,Pd,Ag,In,Sb,Te,Ba,Ta,Mo,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,Pb,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Bi,N,F,S,Cl,Br,I,As,Ge,P,Pb,Sb,Si及びSnの何れか1種以上の中から選択される。これらの異元素は、リチウム遷移金属系化合物の結晶構造内に取り込まれていてもよく、あるいは、リチウム遷移金属系化合物の結晶構造内に取り込まれず、その粒子表面や結晶粒界などに単体もしくは化合物として偏在していてもよい。
(Introduction of different elements)
Further, a foreign element may be introduced into the lithium transition metal-based compound. As the different elements, B, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Sr, Y, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, In, Sb, Te , Ba, Ta, Mo, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Pb, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Bi , N, F, S, Cl, Br, I, As, Ge, P, Pb, Sb, Si and Sn. These foreign elements may be incorporated in the crystal structure of the lithium transition metal compound, or may not be incorporated in the crystal structure of the lithium transition metal compound, and may be included alone or in the compound on the particle surface or crystal grain boundary. May be unevenly distributed.

<リチウム二次電池用正極の構成と作製法>
リチウム二次電池用正極は、上述のリチウム二次電池正極材料用リチウム遷移金属系化合物粉体及び結着剤を含有する正極活物質層を集電体上に形成してなるものである。
正極活物質層は、通常、正極材料と結着剤と更に必要に応じて用いられる導電材及び増粘剤等を、乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、或いはこれらの材料を液体媒体中に溶解又は分散させてスラリー状にして、正極集電体に塗布、乾燥することにより作製される。
<Configuration and manufacturing method of positive electrode for lithium secondary battery>
The positive electrode for a lithium secondary battery is obtained by forming a positive electrode active material layer containing the above-described lithium transition metal-based compound powder for a lithium secondary battery positive electrode material and a binder on a current collector.
The positive electrode active material layer is usually formed by mixing a positive electrode material, a binder, and, if necessary, a conductive material and a thickener, etc. in a dry manner into a sheet and pressing the sheet to the positive electrode current collector. Alternatively, these materials are dissolved or dispersed in a liquid medium to form a slurry, and the slurry is applied to the positive electrode current collector and dried.

正極集電体の材質としては、通常、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が用いられる。また、形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。   As the material of the positive electrode current collector, a metal material such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum, and a carbon material such as carbon cloth and carbon paper are usually used. In the case of a metal material, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punched metal, a foamed metal, etc., and in the case of a carbon material, a carbon plate, a carbon thin film, a carbon cylinder And the like. Note that the thin film may be appropriately formed in a mesh shape.

正極集電体として薄膜を使用する場合、その厚さは任意であるが、通常1μm以上、100mm以下の範囲が好適である。上記範囲よりも薄いと、集電体として必要な強度が不足する可能性がある一方で、上記範囲よりも厚いと、取り扱い性が損なわれる可能性がある。   When a thin film is used as the positive electrode current collector, its thickness is arbitrary, but is preferably in the range of usually 1 μm or more and 100 mm or less. If the thickness is smaller than the above range, the strength required as a current collector may be insufficient, while if the thickness is larger than the above range, handleability may be impaired.

正極活物質層の製造に用いる結着剤としては、特に限定されず、塗布法の場合は、電極製造時に用いる液体媒体に対して安定な材料であればよいが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子、SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体及びその水素添加物、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレンスチレンブロック共重合体及びその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子、アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The binder used for producing the positive electrode active material layer is not particularly limited, and in the case of a coating method, any material may be used as long as the material is stable to a liquid medium used for producing the electrode. Resin-based polymers such as polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, nitrocellulose, SBR (styrene / butadiene rubber), NBR (acrylonitrile / butadiene rubber), fluorine rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene Rubbery polymers such as propylene rubber, styrene / butadiene / styrene block copolymers and hydrogenated products thereof, EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / butadiene / ethylene copolymer, Styrene / isoprene styrene bronze Elastomeric polymers such as copolymers and their hydrogenated products, syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer, etc. Ion conductivity of soft resinous polymers, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polymers such as fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer, and alkali metal ions (particularly lithium ions) And the like. One of these substances may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and in any ratio.

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上、80質量%以下である。結着剤の割合が低すぎると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう可能性がある一方で、高すぎると、電池容量や導電性の低下につながる可能性がある。   The ratio of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more and 80% by mass or less. When the ratio of the binder is too low, the mechanical strength of the positive electrode is insufficient because the positive electrode active material cannot be sufficiently held, and there is a possibility that the battery performance such as cycle characteristics may be deteriorated. It may lead to a decrease in battery capacity and conductivity.

正極活物質層には、通常、導電性を高めるために導電材を含有させる。その種類に特に制限はないが、具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料や、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素材料などを挙げることができる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。正極活物質層中の導電材の割合は、通常0.01質量%以上、50質量%以下である。導電材の割合が低すぎると導電性が不十分になることがあり、逆に高すぎると電池容量が低下することがある。   The positive electrode active material layer usually contains a conductive material to increase conductivity. The type is not particularly limited, but specific examples include metal materials such as copper and nickel, graphite (graphite) such as natural graphite and artificial graphite, carbon black such as acetylene black, and amorphous carbon such as needle coke. And the like. One of these substances may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and in any ratio. The proportion of the conductive material in the positive electrode active material layer is usually 0.01% by mass or more and 50% by mass or less. If the proportion of the conductive material is too low, the conductivity may be insufficient, while if it is too high, the battery capacity may be reduced.

スラリーを形成するための液体媒体としては、正極材料であるリチウム遷移金属系化合物粉体、結着剤、並びに必要に応じて使用される導電材及び増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系溶媒の例としては水、アルコールなどが挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジメチルエーテル、ジメチルアセタミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等を挙げることができる。特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤を加え、SBR等のラテックスを用いてスラリー化する。なお、これらの溶媒は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As a liquid medium for forming a slurry, it is possible to dissolve or disperse a lithium transition metal-based compound powder as a positive electrode material, a binder, and a conductive material and a thickener used as necessary. The type of the solvent is not particularly limited, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used. Examples of aqueous solvents include water, alcohols, and the like. Examples of organic solvents include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methylethylketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N , N-dimethylaminopropylamine, ethylene oxide, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, dimethylether, dimethylacetamide, hexamethylphosphalamide, dimethylsulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane and the like. be able to. In particular, when an aqueous solvent is used, a dispersant is added in addition to the thickener, and a slurry is formed using a latex such as SBR. One of these solvents may be used alone, or two or more thereof may be used in an optional combination and ratio.

正極活物質層中の正極材料としてのリチウム遷移金属系化合物粉体の含有割合は、通常10質量%以上、99.9質量%以下である。正極活物質層中のリチウム遷移金属系化合物粉体の割合が多すぎると正極の強度が不足する傾向にあり、少なすぎると容量の面で不十分となることがある。   The content ratio of the lithium transition metal-based compound powder as the positive electrode material in the positive electrode active material layer is usually 10% by mass or more and 99.9% by mass or less. If the ratio of the lithium transition metal-based compound powder in the positive electrode active material layer is too large, the strength of the positive electrode tends to be insufficient, and if it is too small, the capacity may be insufficient.

また、正極活物質層の厚さは、通常10〜200μm程度である。
正極のプレス後の電極密度としては、通常、2.2g/cm3以上、4.2g/cm3以下である。
The thickness of the positive electrode active material layer is usually about 10 to 200 μm.
The electrode density of the positive electrode after pressing is usually 2.2 g / cm 3 or more and 4.2 g / cm 3 or less.

なお、塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。   The positive electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably compacted by a roller press or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material.

〔4.セパレータ〕
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、本発明の非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
[4. (Separator)
Usually, a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit. In this case, the non-aqueous electrolyte of the present invention is usually used by impregnating the separator.

セパレータの材料や形状については特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本発明の非水系電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。   The material and shape of the separator are not particularly limited, and any known materials can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Among them, a resin, a glass fiber, an inorganic material, or the like, which is formed of a material that is stable with respect to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention, is used, and a porous sheet or a nonwoven fabric-like material having excellent liquid retention properties is used. Is preferred.

樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、芳香族ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。中でも好ましくはガラスフィルター、ポリオレフィンであり、さらに好ましくはポリオレフィンである。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As a material of the resin and the glass fiber separator, for example, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, aromatic polyamide, polytetrafluoroethylene, polyether sulfone, a glass filter and the like can be used. Of these, glass filters and polyolefins are preferred, and polyolefins are more preferred. One of these materials may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and in any ratio.

セパレータの厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、5μm以上が好ましく、10μm以上がさらに好ましく、また、通常50μm以下であり、40μm以下が好ましく、30μm以下がさらに好ましい。セパレータが、上記範囲より薄過ぎると、絶縁性や機械的強度が低下する場合がある。また、上記範囲より厚過ぎると、レート特性等の電池性能が低下する場合があるばかりでなく、非水系電解液二次電池全体としてのエネルギー密度が低下する場合がある。   The thickness of the separator is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, and more preferably 30 μm or less. If the separator is too thin than the above range, the insulation and the mechanical strength may decrease. On the other hand, if the thickness is more than the above range, not only may the battery performance such as rate characteristics decrease, but also the energy density of the whole non-aqueous electrolyte secondary battery may decrease.

さらに、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、通常20%以上であり、35%以上が好ましく、45%以上がさらに好ましく、また、通常90%以下であり、85%以下が好ましく、75%以下がさらに好ましい。空孔率が、上記範囲より小さ過ぎると、膜抵抗が大きくなってレート特性が悪化する傾向がある。また、上記範囲より大き過ぎると、セパレータの機械的強度が低下し、絶縁性が低下する傾向にある。   Further, when a porous material such as a porous sheet or a nonwoven fabric is used as the separator, the porosity of the separator is arbitrary, but is usually 20% or more, preferably 35% or more, more preferably 45% or more, Further, it is usually at most 90%, preferably at most 85%, more preferably at most 75%. If the porosity is less than the above range, the film resistance tends to increase and the rate characteristics tend to deteriorate. On the other hand, if it is too large, the mechanical strength of the separator tends to decrease, and the insulating property tends to decrease.

また、セパレータの平均孔径も任意であるが、通常0.5μm以下であり、0.2μm以下が好ましく、また、通常0.05μm以上である。平均孔径が、上記範囲を上回ると、短絡が生じ易くなる。また、上記範囲を下回ると、膜抵抗が大きくなりレート特性が低下する場合がある。   The average pore diameter of the separator is also arbitrary, but is usually 0.5 μm or less, preferably 0.2 μm or less, and usually 0.05 μm or more. If the average pore diameter exceeds the above range, a short circuit is likely to occur. On the other hand, if the ratio is below the above range, the film resistance may increase and the rate characteristics may decrease.

一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。   On the other hand, examples of the inorganic material include oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate. Used.

形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が0.01〜1μm、厚さが5〜50μmのものが好適に用いられる。上記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着材を用いて上記無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に90%粒径が1μm未満のアルミナ粒子を、フッ素樹脂を結着材として多孔層を形成させることが挙げられる。   As the form, a thin film such as a nonwoven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. In the case of a thin film, those having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm are preferably used. In addition to the above independent thin film shape, a separator obtained by forming a composite porous layer containing the above inorganic particles on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode using a resin binder may be used. For example, a porous layer may be formed on both surfaces of the positive electrode using alumina particles having a 90% particle size of less than 1 μm and a fluorocarbon resin as a binder.

セパレータの非電解液二次電池における特性を、ガーレ値で把握することができる。ガーレ値とは、フィルム厚さ方向の空気の通り抜け難さを示し、100mlの空気が該フィルムを通過するのに必要な秒数で表されるため、数値が小さい方が通り抜け易く、数値が大きい方が通り抜け難いことを意味する。すなわち、その数値が小さい方がフィルムの厚さ方向の連通性が良いことを意味し、その数値が大きい方がフィルムの厚さ方向の連通性が悪いことを意味する。連通性とは、フィルム厚さ方向の孔のつながり度合いである。本発明のセパレータのガーレ値が低ければ、様々な用途に使用することが出来る。例えば非水系リチウム二次電池のセパレータとして使用した場合、ガーレ値が低いということは、リチウムイオンの移動が容易であることを意味し、電池性能に優れるため好ましい。セパレータのガーレ値は、任意ではあるが、好ましくは10〜1000秒/100mlであり、より好ましくは15〜800秒/100mlであり、更に好ましくは20〜500秒/100mlである。ガーレ値が1000秒/100ml以下であれば、実質的には電気抵抗が低く、セパレータとしては好ましい。   The characteristics of the separator in the non-electrolyte secondary battery can be grasped by the Gurley value. The Gurley value indicates the difficulty in passing air in the thickness direction of the film, and is represented by the number of seconds required for 100 ml of air to pass through the film. Means it is harder to get through. That is, a smaller value means better communication in the thickness direction of the film, and a larger value means poor communication in the thickness direction of the film. The continuity is the degree of connection of the holes in the film thickness direction. If the Gurley value of the separator of the present invention is low, it can be used for various applications. For example, when used as a separator for a non-aqueous lithium secondary battery, a low Gurley value means easy movement of lithium ions, and is preferable because of excellent battery performance. The Gurley value of the separator is optional, but is preferably 10 to 1000 seconds / 100 ml, more preferably 15 to 800 seconds / 100 ml, and still more preferably 20 to 500 seconds / 100 ml. When the Gurley value is 1000 seconds / 100 ml or less, the electric resistance is substantially low, and the separator is preferable.

〔5.電池設計〕
<電極群>
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する)は、通常40%以上であり、50%以上が好ましく、また、通常90%以下であり、80%以下が好ましい。
[5. Battery design)
<Electrode group>
The electrode group has a stacked structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are interposed with the separator interposed therebetween, and a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are spirally wound with the separator interposed therebetween. Either may be used. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupancy) is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less, and preferably 80% or less. .

電極群占有率が、上記範囲を下回ると、電池容量が小さくなる。また、上記範囲を上回ると空隙スペースが少なく、電池が高温になることによって部材が膨張したり電解質の液成分の蒸気圧が高くなったりして内部圧力が上昇し、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性を低下させたり、さらには、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合がある。   If the electrode group occupancy is below the above range, the battery capacity will decrease. In addition, when the above range is exceeded, the void space is small, and when the temperature of the battery becomes high, the member expands or the vapor pressure of the liquid component of the electrolyte becomes high, so that the internal pressure rises, and the charge / discharge repetition performance of the battery becomes high. In some cases, a gas release valve that lowers various characteristics such as high temperature and high-temperature storage, and further releases internal pressure to the outside may be operated.

<外装ケース>
外装ケースの材質は用いられる非水系電解液に対して安定な物質であれば特に制限されない。具体的には、ニッケルめっき鋼板、ステンレス、アルミニウム又はアルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属類、又は、樹脂とアルミ箔との積層フィルム(ラミネートフィルム)が用いられる。軽量化の観点から、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属、ラミネートフィルムが好適に用いられる。
<Outer case>
The material of the outer case is not particularly limited as long as it is a substance that is stable with respect to the nonaqueous electrolyte used. Specifically, a metal such as a nickel-plated steel plate, stainless steel, aluminum or an aluminum alloy, a magnesium alloy, or a laminated film (laminated film) of a resin and an aluminum foil is used. From the viewpoint of weight reduction, a metal of aluminum or an aluminum alloy or a laminated film is suitably used.

金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士を溶着して封止密閉構造とするもの、若しくは、樹脂製ガスケットを介して上記金属類を用いてかしめ構造とするものが挙げられる。上記ラミネートフィルムを用いる外装ケースでは、樹脂層同士を熱融着することにより封止密閉構造とするもの等が挙げられる。シール性を上げるために、上記樹脂層の間にラミネートフィルムに用いられる樹脂と異なる樹脂を介在させてもよい。特に、集電端子を介して樹脂層を熱融着して密閉構造とする場合には、金属と樹脂との接合になるので、介在する樹脂として極性基を有する樹脂や極性基を導入した変成樹脂が好適に用いられる。   In an outer case using metals, a metal is welded to each other by laser welding, resistance welding, ultrasonic welding to form a sealed hermetic structure, or a caulking structure using the above metals via a resin gasket. Things. An outer case using the above-mentioned laminated film includes a case in which a resin layer is heat-sealed to form a sealed structure. In order to enhance the sealing property, a resin different from the resin used for the laminate film may be interposed between the resin layers. In particular, when a resin layer is heat-sealed through a current collecting terminal to form a hermetically sealed structure, the metal and the resin are joined, so that a resin having a polar group or a polar group introduced as an intervening resin is used. Resins are preferably used.

<保護素子>
保護素子として、異常発熱や過大電流が流れた時に抵抗が増大するPTC(Positive Temperature Coefficient)、温度ヒューズ、サーミスター、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断する弁(電流遮断弁)等を使用することができる。上記保護素子は高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択することが好ましく、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至らない設計にすることがより好ましい。
<Protective element>
As a protection element, PTC (Positive Temperature Coefficient) which increases resistance when abnormal heat or excessive current flows, temperature fuse, thermistor, interrupts current flowing to the circuit due to sudden rise in battery internal pressure or internal temperature during abnormal heat generation (A current cutoff valve) or the like can be used. It is preferable to select a protection element that does not operate under normal use of a high current, and it is more preferable that the protection element be designed not to cause abnormal heat generation or thermal runaway without the protection element.

<外装体>
本発明の非水系電解液二次電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体内に収納して構成される。この外装体は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。具体的に、外装体の材質は任意であるが、通常は、例えばニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミウム又はその合金、ニッケル、チタン等が用いられる。
<Outer body>
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is generally constituted by housing the above-mentioned non-aqueous electrolyte, negative electrode, positive electrode, separator and the like in an outer package. This exterior body is not particularly limited, and any known exterior body can be adopted as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Specifically, the material of the exterior body is arbitrary, but usually, for example, nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, or the like is used.

また、外装体の形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。   The shape of the exterior body is also arbitrary, and may be, for example, any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate type, a coin shape, and a large size.

<電池電圧>
本発明の非水系電解液二次電池は、通常、4.3V以上の電池電圧で使用される。好ましくは電池電圧が4.3V以上であり、更に好ましくは4.35V以上であり、最も好ましくは4.4V以上である。電池電圧を上昇させれば、電池のエネルギー密度を高めることができるからである。一方で、電池電圧を上昇させると、正極の電位が上昇し、正極表面での副反応が増加するという問題が起きる。本発明の電解液および電池を使用することで、上記問題を解決することができるが、電圧が高すぎると正極表面での副反応量が多くなりすぎて電池特性を悪化させる。よって、電池電圧の上限は好ましくは5V以下であり、より好ましくは4.8V以下であり、最も好ましくは4.6V以下である。
<Battery voltage>
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is usually used at a battery voltage of 4.3 V or more. Preferably, the battery voltage is 4.3 V or higher, more preferably 4.35 V or higher, and most preferably 4.4 V or higher. This is because increasing the battery voltage can increase the energy density of the battery. On the other hand, when the battery voltage is increased, the potential of the positive electrode increases, which causes a problem that side reactions on the positive electrode surface increase. By using the electrolyte solution and the battery of the present invention, the above problem can be solved. However, if the voltage is too high, the amount of side reaction on the positive electrode surface becomes too large, and the battery characteristics deteriorate. Therefore, the upper limit of the battery voltage is preferably 5 V or less, more preferably 4.8 V or less, and most preferably 4.6 V or less.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples as long as the gist of the present invention is not exceeded.

<非水系電解液の調製>
<実施例1−1>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(以下、EC)とエチルメチルカーボネート(以下、EMC)とジエチルカーボネート(以下、DEC)とをそれぞれ30体積%、40体積%、30体積%となるように混合した非水溶媒に対し、LiPF6を1.2Mとなるように溶解させ、ビニレンカーボネート2質量%及びフルオロエチレンカーボネート2質量%を添加した。更に化合物2−10を、0.3質量%添加し、非水系電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
<Example 1-1>
In a dry argon atmosphere, ethylene carbonate (hereinafter, referred to as EC), ethyl methyl carbonate (hereinafter, referred to as EMC), and diethyl carbonate (hereinafter, referred to as DEC) were mixed at 30% by volume, 40% by volume, and 30% by volume, respectively. LiPF 6 was dissolved in a water solvent to a concentration of 1.2 M, and 2% by mass of vinylene carbonate and 2% by mass of fluoroethylene carbonate were added. Further, 0.3% by mass of Compound 2-10 was added to prepare a non-aqueous electrolyte.

<比較例1−1>
実施例1−1の非水系電解液において、化合物2−10を含まない非水系電解液を用いたこと以外、実施例1−1と同様にして非水系電解液を調製した。
<Comparative Example 1-1>
A non-aqueous electrolyte solution was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that the non-aqueous electrolyte solution containing no compound 2-10 was used in the non-aqueous electrolyte solution of Example 1-1.

<比較例1−2>
実施例1−1の非水系電解液において、化合物2−10の代わりに以下の式で表される化合物A(本発明に含まれない)を0.3質量%添加したこと以外、実施例1−1と同様にして非水系電解液を調製した。
<Comparative Example 1-2>
Example 1 Except that 0.3% by mass of a compound A (not included in the present invention) represented by the following formula was added to the nonaqueous electrolyte solution of Example 1-1 in place of compound 2-10. In the same manner as in -1, a non-aqueous electrolyte solution was prepared.

Figure 0006658551
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<負極の作製>
負極活物質として黒鉛粉末98質量部に、増粘剤、バインダーとしてそれぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン1質量部、及び、スチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを銅箔の片面に塗布して乾燥、プレスして負極を作成した。作製した負極は60℃で12時間減圧乾燥して用いた。
<Preparation of negative electrode>
To 98 parts by mass of graphite powder as a negative electrode active material, 1 part by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethyl cellulose and 1 part by mass of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber were added as a thickener and a binder, respectively, and mixed with a disperser. To make a slurry. The obtained slurry was applied to one surface of a copper foil, dried and pressed to form a negative electrode. The prepared negative electrode was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 12 hours and used.

<正極の作製>
正極活物質としてコバルト酸リチウム96.8質量部に、導電助剤1.6質量部、バインダー(pVDF)1.6質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーをアルミニウム箔の両面に塗布して乾燥、プレスして正極を作成した。作製した正極は80℃で12時間減圧乾燥して用いた。
<Preparation of positive electrode>
1.6 parts by mass of a conductive additive and 1.6 parts by mass of a binder (pVDF) were added to 96.8 parts by mass of lithium cobalt oxide as a positive electrode active material, and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to both sides of an aluminum foil, dried and pressed to prepare a positive electrode. The produced positive electrode was dried under reduced pressure at 80 ° C. for 12 hours and used.

<電池の作製>
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極、セパレータ、負極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正・負極の端子を突設させながら挿入した後、各実施例又は比較例の非水系電解液を袋内に0.4mL注入し、真空封止を行ない、シート状電池を作製した。更に、電極間の密着性を高めるために、ガラス板でシート状電池を挟んで加圧した。
<Preparation of battery>
The positive electrode, the negative electrode, and the polyethylene separator were laminated in the order of negative electrode, separator, positive electrode, separator, and negative electrode to produce a battery element. After inserting this battery element into a bag made of a laminated film in which both surfaces of aluminum (40 μm in thickness) are covered with a resin layer while projecting positive and negative terminals, the non-aqueous electrolyte solution of each example or comparative example was obtained. Was poured into a bag, and vacuum sealing was performed to produce a sheet-like battery. Further, in order to enhance the adhesion between the electrodes, the sheet-shaped battery was sandwiched between glass plates and pressed.

<特性評価試験>
試験1.60℃高温保存試験
上記のように作製したそれぞれの電池を、25℃において、4.4Vまで充電し、3Vまで放電し、容量が安定するまでコンディショニングを行った。その後、4.4Vまで充電した電池を60℃の環境下で10日間放置した。この時の残存容量率(%)を測定した。なお、試験後に25℃において0.2Cで3Vまで放電したときの容量を残存容量とし、試験前の容量に対する残存容量の割合を残存容量率とする。
<Characteristic evaluation test>
Test 1. 60 ° C. High Temperature Storage Test Each of the batteries prepared as described above was charged at 25 ° C. to 4.4 V, discharged to 3 V, and conditioned until the capacity was stabilized. Thereafter, the battery charged to 4.4 V was left in an environment of 60 ° C. for 10 days. At this time, the remaining capacity ratio (%) was measured. The capacity at the time of discharging to 3 V at 0.2 C at 25 ° C. after the test is defined as the remaining capacity, and the ratio of the remaining capacity to the capacity before the test is defined as the remaining capacity ratio.

Figure 0006658551
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上記表1より明らかなように、本発明の電解液を用いると実施例1−1のように残存容量率が大きく向上した。一方で、本発明の電解液ではない、化合物Aを含む電解液使用した時は、残存容量率が向上したものの、本発明の電解液を使用した時ほどの改善効果は得られなかった。   As is clear from Table 1, the use of the electrolytic solution of the present invention significantly improved the residual capacity ratio as in Example 1-1. On the other hand, when the electrolytic solution containing the compound A, which is not the electrolytic solution of the present invention, was used, the residual capacity ratio was improved, but the improvement effect was not obtained as much as when the electrolytic solution of the present invention was used.

<実施例2−1>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(以下、EC)とエチルメチルカーボネート(以下、EMC)とジエチルカーボネート(以下、DEC)とをそれぞれ30体積%、40体積%、30体積%となるように混合した非水溶媒に対し、LiPF6を1.2Mとなるように溶解させ、ビニレンカーボネート2質量%、フルオロエチレンカーボネート2質量%及びアジポニトリル1質量%を添加した。更に化合物2−10を、0.3質量%添加し、非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例1−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Example 2-1>
In a dry argon atmosphere, ethylene carbonate (hereinafter, referred to as EC), ethyl methyl carbonate (hereinafter, referred to as EMC), and diethyl carbonate (hereinafter, referred to as DEC) were mixed at 30% by volume, 40% by volume, and 30% by volume, respectively. LiPF 6 was dissolved to 1.2 M in a water solvent, and 2% by mass of vinylene carbonate, 2% by mass of fluoroethylene carbonate and 1% by mass of adiponitrile were added. Further, 0.3% by mass of Compound 2-10 was added to prepare a non-aqueous electrolyte. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 1-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

<比較例2−1>
実施例2−1の非水系電解液において、化合物2−10を含まない非水系電解液を用いたこと以外、実施例2−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例2−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Comparative Example 2-1>
A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 2-1 except that a non-aqueous electrolyte containing no compound 2-10 was used in the non-aqueous electrolyte of Example 2-1. A sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 2-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

試験2.サイクル試験
上記のように作製した電池を、25℃において、4.4Vまで充電し、3Vまで放電し、容量が安定するまでコンディショニングを行った。その後、45℃の環境下で4.4Vまで充電し、3Vまで放電を繰り返すサイクル試験を0.7Cの電流値で500サイクル行った。(1Cとは、充電または放電に1時間かかる電流値のことを示す)。1サイクル目の放電容量に対する、200サイクル目の放電容量の割合を200サイクル容量維持率(%)とした。1サイクル目の放電容量に対する、500サイクル目の放電容量の割合を500サイクル容量維持率(%)とした。
Test 2. Cycle Test The battery prepared as described above was charged at 25 ° C. to 4.4 V, discharged to 3 V, and conditioned until the capacity was stabilized. Thereafter, a cycle test in which the battery was charged to 4.4 V and discharged to 3 V in an environment of 45 ° C. was repeated 500 cycles at a current value of 0.7 C. (1C indicates a current value that takes one hour to charge or discharge). The ratio of the discharge capacity at the 200th cycle to the discharge capacity at the first cycle was defined as a 200-cycle capacity retention rate (%). The ratio of the discharge capacity at the 500th cycle to the discharge capacity at the first cycle was defined as a 500-cycle capacity retention rate (%).

Figure 0006658551
Figure 0006658551

上記表2から明らかなように、本発明の電解液を用いることで、サイクル容量維持率が向上する効果が得られた。   As is clear from Table 2, the use of the electrolytic solution of the present invention has the effect of improving the cycle capacity retention rate.

<実施例3−1>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(以下、EC)とエチルメチルカーボネート(以下、EMC)とジエチルカーボネート(以下、DEC)とをそれぞれ30体積%、40体積%、30体積%となるように混合した非水溶媒に対し、LiPF6を1.2Mとなるように溶解させ、ビニレンカーボネート2質量%、フルオロエチレンカーボネート2質量%及びアジポニトリル1質量%を添加した。更に化合物2−10を、0.3質量%添加し、非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例1−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Example 3-1>
In a dry argon atmosphere, ethylene carbonate (hereinafter, referred to as EC), ethyl methyl carbonate (hereinafter, referred to as EMC), and diethyl carbonate (hereinafter, referred to as DEC) were mixed at 30% by volume, 40% by volume, and 30% by volume, respectively. LiPF 6 was dissolved to 1.2 M in a water solvent, and 2% by mass of vinylene carbonate, 2% by mass of fluoroethylene carbonate and 1% by mass of adiponitrile were added. Further, 0.3% by mass of Compound 2-10 was added to prepare a non-aqueous electrolyte. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 1-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

<実施例3−2>
実施例3−1の非水系電解液において、化合物2−10の含有量を0.5質量%に変更したこと以外、実施例3−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例3−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Example 3-2>
A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 3-1 except that the content of compound 2-10 was changed to 0.5% by mass in the non-aqueous electrolyte of Example 3-1. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 3-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

<比較例3−1>
実施例3−1の非水系電解液において、化合物2−10を含まない非水系電解液を用いたこと以外、実施例3−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例3−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Comparative Example 3-1>
A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 3-1 except that a non-aqueous electrolyte containing no compound 2-10 was used in the non-aqueous electrolyte of Example 3-1. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 3-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

<比較例3−2>
実施例3−1の非水系電解液において、化合物2−10の代わりに、比較例1−2で用いた化合物Aを0.3質量%添加したこと以外、実施例3−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例3−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Comparative Example 3-2>
In the same manner as in Example 3-1 except that 0.3% by mass of the compound A used in Comparative Example 1-2 was added to the non-aqueous electrolyte solution of Example 3-1 instead of the compound 2-10. A non-aqueous electrolyte was prepared. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 3-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

試験3.80℃高温保存試験
上記のように作製した電池を、25℃において、4.4Vまで充電し、3Vまで放電し、容量が安定するまでコンディショニングを行った。その後、4.4Vまで充電した電池を80℃の環境下で3日間放置した。この時のガス発生率(%)、残存容量率(%)を測定した。なお、ガス発生率は、アルキメデス法を用いて試験中に発生したガス量を求め、比較例3−1のガス量を100としたときの割合(%)とする(数値が小さいほど良い)。また、試験後に25℃において0.2Cで3Vまで放電したときの容量を残存容量とし、試験前の容量に対する残存容量の割合を残存容量率とする。
Test 3. 80 ° C. High Temperature Storage Test The battery prepared as described above was charged to 4.4 V at 25 ° C., discharged to 3 V, and conditioned until the capacity was stabilized. Thereafter, the battery charged to 4.4 V was left under an environment of 80 ° C. for 3 days. At this time, the gas generation rate (%) and the remaining capacity rate (%) were measured. In addition, the gas generation rate is obtained by calculating the amount of gas generated during the test using the Archimedes method, and is defined as a ratio (%) when the gas amount of Comparative Example 3-1 is set to 100 (the smaller the numerical value, the better). Further, the capacity at the time of discharging to 3 V at 0.2 C at 25 ° C. after the test is defined as the remaining capacity, and the ratio of the remaining capacity to the capacity before the test is defined as the remaining capacity ratio.

Figure 0006658551
Figure 0006658551

上記表3から明らかなように、本発明の電解液を用いることで、ガス発生率を小さくする効果が得られ、残存容量率が向上する効果も確認された。一方、本発明ではない電解液を用いた比較例3−2では、同様の改善効果は見られたものの、本発明の電解液には及ばなかった。   As is clear from Table 3, the use of the electrolytic solution of the present invention provided an effect of reducing the gas generation rate, and also confirmed an effect of improving the remaining capacity ratio. On the other hand, in Comparative Example 3-2 using an electrolyte solution not according to the present invention, although a similar improvement effect was observed, it did not reach the electrolytic solution according to the present invention.

<実施例4−1>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(以下、EC)とエチルメチルカーボネート(以下、EMC)とジエチルカーボネート(以下、DEC)とをそれぞれ30体積%、40体積%、30体積%となるように混合した非水溶媒に対し、LiPF6を1.2Mとなるように溶解させ、ビニレンカーボネート2質量%、フルオロエチレンカーボネート2質量%を添加した。更に化合物2−10を、0.3質量%添加し、非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例1−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Example 4-1>
In a dry argon atmosphere, ethylene carbonate (hereinafter, referred to as EC), ethyl methyl carbonate (hereinafter, referred to as EMC), and diethyl carbonate (hereinafter, referred to as DEC) were mixed at 30% by volume, 40% by volume, and 30% by volume, respectively. LiPF 6 was dissolved in a water solvent to have a concentration of 1.2 M, and 2% by mass of vinylene carbonate and 2% by mass of fluoroethylene carbonate were added. Further, 0.3% by mass of Compound 2-10 was added to prepare a non-aqueous electrolyte. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 1-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

<実施例4−2> 実施例4−1の非水系電解液において、化合物2−10の代わりに化合物3−2に変更したこと以外、実施例4−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例4−1と同様にして、シート状電池を作製した。 <Example 4-2> A non-aqueous electrolyte solution was prepared in the same manner as in Example 4-1 except that the compound 2-10 was replaced with the compound 3-2 in the non-aqueous electrolyte solution of the example 4-1. Prepared. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 4-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

<比較例4−1>
実施例4−1の非水系電解液において、化合物2−10を含まない非水系電解液を用いたこと以外、実施例4−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例4−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Comparative Example 4-1>
A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 4-1 except that the non-aqueous electrolyte containing no compound 2-10 was used in the non-aqueous electrolyte of Example 4-1. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 4-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

<比較例4−2>
実施例4−1の非水系電解液において、化合物2−10の代わりに化合物B(本発明に含まれない)に変更したこと以外、実施例4−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例4−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Comparative Example 4-2>
A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 4-1 except that the compound B (not included in the present invention) was used instead of the compound 2-10 in the non-aqueous electrolyte of Example 4-1. did. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 4-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

Figure 0006658551
Figure 0006658551

<比較例4−3>
実施例4−1の非水系電解液において、化合物2−10の代わりに化合物C(本発明に含まれない)に変更したこと以外、実施例4−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例4−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Comparative Example 4-3>
A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 4-1 except that the compound C (not included in the present invention) was used instead of the compound 2-10 in the non-aqueous electrolyte of Example 4-1. did. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 4-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

Figure 0006658551
Figure 0006658551

<比較例4−4>
実施例4−1の非水系電解液において、化合物2−10の代わりに化合物D(本発明に含まれない)に変更したこと以外、実施例4−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例4−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Comparative Example 4-4>
A non-aqueous electrolyte solution was prepared in the same manner as in Example 4-1 except that the compound D (not included in the present invention) was used instead of the compound 2-10 in the non-aqueous electrolyte solution of Example 4-1. did. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 4-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

Figure 0006658551
Figure 0006658551

<比較例4−5>
実施例4−1の非水系電解液において、化合物2−10の代わりに化合物A(本発明に含まれない)に変更したこと以外、実施例4−1と同様にして非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いた以外は実施例4−1と同様にして、シート状電池を作製した。
<Comparative Example 4-5>
A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 4-1 except that the compound A (not included in the present invention) was used instead of the compound 2-10 in the non-aqueous electrolyte of Example 4-1. did. A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 4-1 except that this non-aqueous electrolyte was used.

試験4.85℃高温保存試験
上記のように作製した電池を、25℃において、4.4Vまで充電し、3Vまで放電し、容量が安定するまでコンディショニングを行った。その後、4.4Vまで充電した電池を85℃の環境下で6時間放置した。この時のガス発生率(%)を測定した。なお、ガス発生率は、アルキメデス法を用いて試験中に発生したガス量を求め、比較例4−1のガス量を100としたときの割合(%)とする(数値が小さいほど良い)。
Test 4.85 ° C. High Temperature Storage Test The battery prepared as described above was charged at 25 ° C. to 4.4 V, discharged to 3 V, and conditioned until the capacity was stabilized. Thereafter, the battery charged to 4.4 V was left in an environment of 85 ° C. for 6 hours. The gas generation rate (%) at this time was measured. In addition, the gas generation rate is obtained by calculating the amount of gas generated during the test using the Archimedes method, and is defined as a ratio (%) when the gas amount of Comparative Example 4-1 is set to 100 (the smaller the numerical value, the better).

試験5.負荷放電試験
上記のように作製した電池を、25℃において、4.4Vまで充電し、3Vまで放電し、容量が安定するまでコンディショニングを行った。その後、4.4Vまで充電した電池を25℃の環境下で0.2Cの電流で3Vまで放電した(この時の容量を0.2C容量とする)。再度、4.4Vまで充電した電池を25℃の環境下で0.5Cの電流で3Vまで放電した(この時の容量を0.5C容量とする)。この時、0.5C容量/0.2C容量×100(%)の値を負荷特性として求めた。
Test 5. Load Discharge Test The battery prepared as described above was charged to 4.4 V at 25 ° C., discharged to 3 V, and conditioned until the capacity was stabilized. Thereafter, the battery charged to 4.4 V was discharged to 3 V at a current of 0.2 C in an environment of 25 ° C. (the capacity at this time is referred to as a 0.2 C capacity). Again, the battery charged to 4.4 V was discharged to 3 V at a current of 0.5 C under an environment of 25 ° C. (the capacity at this time was set to 0.5 C capacity). At this time, a value of 0.5 C capacity / 0.2 C capacity × 100 (%) was obtained as a load characteristic.

Figure 0006658551
Figure 0006658551

表4から明らかなように、本発明の電解液を用いた実施例4−1および実施例4−2では、比較例4−1に対しガス発生率を大きく抑制し、なおかつ負荷特性を向上させることが可能であった。一方、本発明の電解液ではない、マレイミドを使用した比較例4−2、比較例4−4、比較例4−5では、比較例4−1に対し負荷特性がそのままであるか向上させたが、ガス発生率が大きく増加してしまった。同様に本発明の電解液ではないマレイミドを使用した比較例4−3は、比較例4−1に対しガス発生率が低下したが、本発明の電解液に比べると効果が小さく、負荷特性は悪化してしまった。これらの結果より、ガス発生の抑制と負荷特性の向上を同時に達成するためには、本発明の特定の化合物を使用することが必要であると言える。   As is clear from Table 4, in Example 4-1 and Example 4-2 using the electrolytic solution of the present invention, the gas generation rate was significantly suppressed and the load characteristics were improved as compared with Comparative Example 4-1. It was possible. On the other hand, in Comparative Example 4-2, Comparative Example 4-4, and Comparative Example 4-5 using maleimide, which is not the electrolytic solution of the present invention, the load characteristics were maintained or improved as compared with Comparative Example 4-1. However, the gas generation rate increased greatly. Similarly, Comparative Example 4-3 using maleimide which was not the electrolytic solution of the present invention had a lower gas generation rate than Comparative Example 4-1. It got worse. From these results, it can be said that it is necessary to use the specific compound of the present invention in order to simultaneously suppress the gas generation and improve the load characteristics.

本発明の非水系電解液によれば、非水系電解液二次電池の電解液の分解を抑制し、電池を高温環境下で使用した際にガス発生を抑制し、電池の残存容量を向上させる共に、サイクル特性を向上させ、更に放電負荷特性に優れた(ハイレート放電が可能な)高エネルギー密度の非水系電解液二次電池を製造することができる。従って、非水系電解液二次電池が用いられる電子機器等の各種の分野において好適に利用できる。   According to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the decomposition of the electrolyte solution of the non-aqueous electrolyte secondary battery is suppressed, gas generation is suppressed when the battery is used in a high temperature environment, and the remaining capacity of the battery is improved. In both cases, it is possible to manufacture a non-aqueous electrolyte secondary battery having improved cycle characteristics and excellent discharge load characteristics (high-rate discharge is possible) and a high energy density. Therefore, it can be suitably used in various fields such as electronic devices using a non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明の非水系電解液二次電池の用途は特に限定されず、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ、家庭用大型蓄電池、リチウムイオンキャパシタ等を挙げることができる。   The use of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be used for various known uses. Specific examples include notebook computers, pen input computers, mobile computers, e-book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copies, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, minidiscs, and transceivers. , Electronic organizer, calculator, memory card, portable tape recorder, radio, backup power supply, motor, car, motorcycle, motorbike, bicycle, lighting equipment, toy, game equipment, clock, power tool, strobe, camera, large home Examples include a storage battery and a lithium ion capacitor.

Claims (7)

金属イオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を有する負極とを備える非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、上記非水系電解液は以下の式(2)で表される化合物または以下の式(3)で表される化合物を含有することを特徴とする非水系電解液。
Figure 0006658551

(式(2)中、R 17 〜R 26 は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、−O−L 1 、及び−SO 2 −L 2 で表される基のうち、いずれかを表す。L 1 およびL 2 は、炭
化水素基を示す。R 17 〜R 24 のうち少なくとも3つは水素原子以外の基を表す。)
Figure 0006658551

(式(3)中、R 27 〜R 44 は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、−O−L 1 、及び−SO 2 −L 2 で表される基のうち、いずれかを表す。L 1 およびL 2 は、炭
化水素基を示す。)
A non-aqueous electrolyte used for a secondary battery, comprising a positive electrode having a positive electrode active material capable of occluding and releasing metal ions and a negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing metal ions. A non-aqueous electrolyte solution containing a compound represented by the following formula (2) or a compound represented by the following formula (3) .
Figure 0006658551

(In the formula (2), R 17 to R 26 are each independently any one of a group represented by a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, -OL 1 , and -SO 2 -L 2 L 1 and L 2 are charcoal
Shows a hydride group. At least three of R 17 to R 24 represent groups other than a hydrogen atom. )
Figure 0006658551

(In the formula (3), R 27 to R 44 are each independently any one of a group represented by a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, —OL 1 , and —SO 2 —L 2 L 1 and L 2 are charcoal
Shows a hydride group. )
前記式(2)で表される化合物または前記式(3)で表される化合物の含有量が、非水系電解液において、0.01質量%以上5質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の非水系電解液。 The total content of the compound represented by the formula (2) or the compound represented by the formula (3) is 0.01% by mass or more and 5% by mass or less in the non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte according to claim 1. 前記式(2)で表される化合物において、 17 〜R 24 が水素原子またはアルキル基であり、式(3)で表される化合物において、R 27 〜R 42 が水素原子またはアルキル基であることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水系電解液。 In the compound represented by the formula (2) , R 17 to R 24 are a hydrogen atom or an alkyl group , and in the compound represented by the formula (3), R 27 to R 42 are a hydrogen atom or an alkyl group . The non-aqueous electrolyte according to claim 1 or 2 , wherein: 非水系電解液中の水分量が40質量ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至の何れか一項に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 3 , wherein the amount of water in the non-aqueous electrolyte is 40 mass ppm or less. 更に炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート及びフッ素原子を有する環状カーボネートのうち、少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項1乃至の何れか一項に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 4 , further comprising at least one of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a cyclic carbonate having a fluorine atom. 更にニトリル化合物を含有することを特徴とする請求項1乃至の何れか一項に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a nitrile compound. 金属イオンを吸蔵・放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵・放出しうる負極活物質を有する負極と、非水系電解液を備える非水系電解液二次電池であって、請求項1乃至の何れか一項に記載された非水系電解液を使用することを特徴とする非水系電解液二次電池。 A positive electrode having a positive electrode active material capable of occluding and releasing metal ions, a negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing metal ions, and a nonaqueous electrolyte secondary battery including a nonaqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte described in any one of Items 1 to 6 .
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